MCP๋กœ ์—ฐ๊ฒฐ โ†’

๊ณ„์‚ฐ ์ž…๋ ฅ

๊ณต์‹

๊ด‘๊ณ 

๊ฒฐ๊ณผ

์ด ์ •์ง€๊ฑฐ๋ฆฌ
45.23
๋ฏธํ„ฐ
์†๋„ 16.67 m/s
๋ฐ˜์‘๊ฑฐ๋ฆฌ 25 m
์ œ๋™๊ฑฐ๋ฆฌ 20.23 m

์ด ์ •์ง€๊ฑฐ๋ฆฌ๋ž€?

์ด ์ •์ง€๊ฑฐ๋ฆฌ๋Š” ์œ„ํ—˜ ์š”์†Œ๊ฐ€ ๋‚˜ํƒ€๋‚œ ์ˆœ๊ฐ„๋ถ€ํ„ฐ ์ฐจ๋Ÿ‰์ด ์™„์ „ํžˆ ๋ฉˆ์ถ”๋Š” ์ˆœ๊ฐ„๊นŒ์ง€ ์ด๋™ํ•˜๋Š” ๊ฑฐ๋ฆฌ๋ฅผ ๋งํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ํฌ๊ฒŒ ๋‘ ๋ถ€๋ถ„์œผ๋กœ ๋‚˜๋‰˜๋Š”๋ฐ, ์šด์ „์ž๊ฐ€ ์œ„ํ—˜์„ ์ธ์ง€ํ•˜๊ณ  ๋ธŒ๋ ˆ์ดํฌ๋ฅผ ๋ฐŸ๊ธฐ๊นŒ์ง€ ์ฐจ๋Ÿ‰์ด ๋‚˜์•„๊ฐ€๋Š” ๋ฐ˜์‘๊ฑฐ๋ฆฌ(๊ณต์ฃผ๊ฑฐ๋ฆฌ)์™€, ๋ธŒ๋ ˆ์ดํฌ๊ฐ€ ์ž‘๋™ํ•ด ์ฐจ๋Ÿ‰์ด ๋ฉˆ์ถœ ๋•Œ๊นŒ์ง€ ๋‚˜์•„๊ฐ€๋Š” ์ œ๋™๊ฑฐ๋ฆฌ์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ์ด ๊ณ„์‚ฐ๊ธฐ๋Š” SI ๋‹จ์œ„๋ฅผ ์‚ฌ์šฉํ•˜๋ฉฐ, ๋งˆ์ฐฐ๊ณ„์ˆ˜๋ฅผ ์•„๋Š” ๋…ธ๋ฉด์ด๋ผ๋ฉด ์–ด๋–ค ์ฐจ๋Ÿ‰ยท์–ด๋–ค ๋…ธ๋ฉด์—์„œ๋„ ๋ณดํŽธ์ ์œผ๋กœ ์ ์šฉํ•  ์ˆ˜ ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค.

๋ฐ˜์‘ ๊ฑฐ๋ฆฌ ๊ตฌ๊ฐ„๊ณผ ์ œ๋™ ๊ฑฐ๋ฆฌ ๊ตฌ๊ฐ„์ด ํ•ฉ์ณ์ ธ ์ด ์ •์ง€ ๊ฑฐ๋ฆฌ๋ฅผ ์ด๋ฃจ๋Š” ๋ชจ์Šต์„ ๋ณด์—ฌ์ฃผ๋Š” ์ž๋™์ฐจ ์ธก๋ฉด๋„
์ด ์ •์ง€ ๊ฑฐ๋ฆฌ๋Š” ๋ฐ˜์‘(์ธ์ง€) ๊ฑฐ๋ฆฌ์™€ ์ œ๋™ ๊ฑฐ๋ฆฌ์˜ ํ•ฉ์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

๊ณ„์‚ฐ๊ธฐ ์‚ฌ์šฉ๋ฒ•

์ฃผํ–‰ ์†๋„๋ฅผ km/h ๋‹จ์œ„๋กœ, ์šด์ „์ž์˜ ๋ฐ˜์‘์‹œ๊ฐ„์„ ์ดˆ ๋‹จ์œ„๋กœ(๋ณดํ†ต 1.0~1.5์ดˆ์ด๋ฉฐ, ํ”ผ๊ณคํ•˜๊ฑฐ๋‚˜ ์ฃผ์˜๊ฐ€ ํํŠธ๋Ÿฌ์ง€๋ฉด ๋” ๊ธธ์–ด์ง‘๋‹ˆ๋‹ค), ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ํƒ€์ด์–ด์™€ ๋…ธ๋ฉด ์‚ฌ์ด์˜ ๋งˆ์ฐฐ๊ณ„์ˆ˜ \(\mu\)(๋งˆ๋ฅธ ์•„์ŠคํŒ”ํŠธ๋Š” ์•ฝ 0.7, ์ –์€ ๋…ธ๋ฉด์€ 0.4, ๋น™ํŒ์€ 0.1)๋ฅผ ์ž…๋ ฅํ•˜์„ธ์š”. ๊ณ„์‚ฐ๊ธฐ๋Š” ์ด ์ •์ง€๊ฑฐ๋ฆฌ์™€ ํ•จ๊ป˜ ๋ฐ˜์‘๊ฑฐ๋ฆฌยท์ œ๋™๊ฑฐ๋ฆฌ๋กœ ๋‚˜๋ˆˆ ์„ธ๋ถ€ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ณด์—ฌ์ค๋‹ˆ๋‹ค.

๊ณต์‹ ํ’€์ด

๋จผ์ € ์†๋„๋ฅผ ์ดˆ์†(m/s)์œผ๋กœ ๋ณ€ํ™˜ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค: \(v = v_{\text{km/h}} / 3.6\). ๋ฐ˜์‘๊ฑฐ๋ฆฌ๋Š” ๋‹จ์ˆœํžˆ \(v \times t\)์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ์ œ๋™๊ฑฐ๋ฆฌ๋Š” ์—๋„ˆ์ง€๋กœ ๊ตฌํ•˜๋Š”๋ฐ, ์šด๋™์—๋„ˆ์ง€ \(\tfrac{1}{2}mv^2\)๊ฐ€ ์ œ๋™๊ฑฐ๋ฆฌ ๋™์•ˆ ๋งˆ์ฐฐ๋ ฅ \(\mu m g\)์— ์˜ํ•ด ์†Œ๋ชจ๋˜๋ฏ€๋กœ \(d_{\text{์ œ๋™}} = v^2 / (2\mu g)\)๊ฐ€ ๋ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ๋‘˜์„ ๋”ํ•˜๋ฉด ์ด๊ฑฐ๋ฆฌ๋Š” ๋‹ค์Œ๊ณผ ๊ฐ™์Šต๋‹ˆ๋‹ค.

$$d = v\cdot t + \frac{v^{2}}{2\,\mu\,g}$$

์ œ๋™๊ฑฐ๋ฆฌ๋Š” ์†๋„์˜ ์ œ๊ณฑ์— ๋น„๋ก€ํ•ด ๋Š˜์–ด๋‚œ๋‹ค๋Š” ์ ์— ์ฃผ์˜ํ•˜์„ธ์š”. ์†๋„๊ฐ€ 2๋ฐฐ๊ฐ€ ๋˜๋ฉด ์ œ๋™๊ฑฐ๋ฆฌ๋Š” 4๋ฐฐ๊ฐ€ ๋ฉ๋‹ˆ๋‹ค.

์ œ๋™ ์ค‘์ธ ์ž๋™์ฐจ์— ์ž‘์šฉํ•˜๋Š” ํž˜์„ ๋‚˜ํƒ€๋‚ธ ๊ทธ๋ฆผ์œผ๋กœ ๋งˆ์ฐฐ๋ ฅ, ์ˆ˜์งํ•ญ๋ ฅ, ์†๋„ ๊ธฐํ˜ธ๊ฐ€ ํ‘œ์‹œ๋จ
์ œ๋™ ๊ฑฐ๋ฆฌ๋Š” ์†๋„์˜ ์ œ๊ณฑ๊ณผ ํƒ€์ด์–ด-๋…ธ๋ฉด ๋งˆ์ฐฐ ๊ณ„์ˆ˜์— ๋”ฐ๋ผ ๋‹ฌ๋ผ์ง‘๋‹ˆ๋‹ค.

๊ณ„์‚ฐ ์˜ˆ์‹œ

์†๋„ 60km/h(16.667m/s), ๋ฐ˜์‘์‹œ๊ฐ„ 1.5์ดˆ, \(\mu = 0.7\)์ธ ๊ฒฝ์šฐ: ๋ฐ˜์‘๊ฑฐ๋ฆฌ \(= 16.667 \times 1.5 = 25.0\,\text{m}\); ์ œ๋™๊ฑฐ๋ฆฌ \(= 16.667^2 / (2 \times 0.7 \times 9.81) = 277.78 / 13.734 = 20.23\,\text{m}\). ๋”ฐ๋ผ์„œ ์ด ์ •์ง€๊ฑฐ๋ฆฌ \(\approx 45.23\,\text{m}\)์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

์ž์ฃผ ๋ฌป๋Š” ์งˆ๋ฌธ

ABS๋‚˜ ๋‚ด๋ฆฌ๋ง‰ ๊ฒฝ์‚ฌ๋„ ๋ฐ˜์˜๋˜๋‚˜์š”? ์•„๋‹ˆ์š”. ์ด ๊ณ„์‚ฐ๊ธฐ๋Š” ํ‰์ง€์™€ ๋งˆ์ฐฐ๊ณ„์ˆ˜๊ฐ€ ์ผ์ •ํ•œ ์ด์ƒ์ ์ธ ์ œ๋™ ์ƒํ™ฉ์„ ๊ฐ€์ •ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ๊ฒฝ์‚ฌ, ๋ธŒ๋ ˆ์ดํฌ ํŽ˜์ด๋“œ(๊ณผ์—ด๋กœ ์ธํ•œ ์ œ๋™๋ ฅ ์ €ํ•˜), ํ•˜์ค‘ ์ด๋™ ๋“ฑ์€ ์‹ค์ œ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋‹ฌ๋ผ์ง€๊ฒŒ ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.

๋งˆ์ฐฐ๊ณ„์ˆ˜ \(\mu\)๋Š” ์–ผ๋งˆ๋กœ ๋„ฃ์–ด์•ผ ํ•˜๋‚˜์š”? ๋งˆ๋ฅธ ์•„์ŠคํŒ”ํŠธ \(\approx 0.7\text{~}0.8\), ์ –์€ ๋…ธ๋ฉด \(\approx 0.4\text{~}0.5\), ๋ˆˆ๊ธธ \(\approx 0.2\), ๋น™ํŒ \(\approx 0.1\)์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

์ผ๋ฐ˜์ ์ธ ๋ฐ˜์‘์‹œ๊ฐ„์€ ์–ด๋А ์ •๋„์ธ๊ฐ€์š”? ์ •์‹ ์ด ๋˜๋ ทํ•œ ์šด์ „์ž๋Š” ์•ฝ 1.0~1.5์ดˆ์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ํ”ผ๋กœ, ์Œ์ฃผ, ๋ถ€์ฃผ์˜๊ฐ€ ์žˆ์œผ๋ฉด 2์ดˆ๋ฅผ ํ›Œ์ฉ ๋„˜๊ธธ ์ˆ˜ ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค.

์ตœ์ข… ์—…๋ฐ์ดํŠธ: