자동차에 숨은 과학의 원리를 알아보자

 

 

자동차에는 여러 분야의 기술들이 응용되어 있습니다. 항공이나 군사용 기술 중 상당 부분이 자동차에 적용되었죠. 또한 자동차가 달리고 멈추는 데에는 과학의 원리가 숨어 있기도 합니다. 이러한 원리들을 알게 되면 자동차를 이해하는데 도움이 될 수 있습니다. 오늘은 자동차 속에 숨어 있는 과학에 대해 알아보겠습니다.

 

 

연비와 마력

 

자동차의 성능에 대해 이야기할 때 빼놓을 수 없는 것이 '속도'와 '힘'입니다. 속도는 마력과 관계가 있고 힘은 토크와 상관이 있는 것입니다. 그 중에서도 마력은 말 그대로 '말 한마리가 할 수 있는 일률'을 나타내는 단위인데요. 일율이 크다는 것은 단위 시간 당 할 수 있는 일의 양이 많다는 뜻으로, 최고 속력이 크다는 의미이기도 합니다. '마력이 크다=일을 많이 할 수 있다'는 것이죠. 이를 자동차로 옮겨보면 엔진이 일을 더 많이 할 수 있고, 더 빠른 속도를 오래 유지할 수 있다는 말이 됩니다.

 

 

 

그렇다면 마력이 크면 클 수록 좋기만 할까요? 꼭 그런 것은 아닙니다. 마력이 크다는 것은 엔진이 더 많은 일을 할 수 있다는 것이지만, 그만큼 연료 소모도 많아지기 때문에 연비에는 좋지 않습니다.

 

 

안전성과 질량

 

많은 차들이 차량을 출시하기 전 안전성 테스트를 받습니다. 테스트 결과를 이용해 마케팅을 하기도 하고, 구매에 영향을 미치는 요인으로 작용하기도 합니다. 그런데 충돌 테스트에서는 상위 등급을 받은 차들이 실제 도로에서 사고가 발생했을 때는 더 큰 충격을 받기도 합니다. 차체가 형체를 알아볼 수 없게 되거나, 운전자 및 탑승자가 중상을 입기도 합니다. 이는 실험 조건과 일반 도로에서의 조건이 다르기 때문입니다.

 

 

 

안전성 등급에서 별 5개를 받은 소형차와 별 4개를 받은 SUV가 충돌했을 때 소형차가 더 큰 충격을 받게 됩니다. 두 차량이 받는 충격은 같지만 충격에 의한 효과는 작은 차가 더 크기 때문이죠. 단순히 큰 차가 작은 차에 더 큰 힘을 가했기 때문이 아니라 질량이 작은 소형차가 충돌 후에 더 큰 충격 효과를 받기 때문입니다.

 

 

안전성과 마찰력

 

자동차 안전에 있어 마찰력은 매우 중요합니다. 잘 달리는 것 만큼이나 잘 멈추는 것도 중요하기 때문이죠. 마찰력의 원리를 이용해 자동차의 안전을 지키는 기능 중 하나가 바로 'ABS'입니다. 'Anti lock Brake System'의 약자로 자동차가 급제동하거나 회전할 때 미끄러지면서 브레이크가 일시적으로 것을 막아주는 장치입니다. ABS는 정지마찰력이 운동마찰력으로 바뀌는 '최대정지마찰력'을 짧은 순간에 여러번 반복적으로 발생시키는 원리입니다.

 

 

 

최대정지마찰력은 정지해 있던 물체가 움직이기 시작하는 순간에 가장 큰 마찰력을 발휘하게 되는 것을 말하는데요. 타이어가 움직이기 시작하는 시점에 브레이크를 작동시키고 다시 해제하는 것을 반복하는 것입니다. 이를 통해 차가 튕겨 미끄러질 때 제동력과 조향력을 잃지 않도록 안전성을 지켜주는 역할을 합니다.

 

 

배터리와 온도

 

날씨가 점점 추워지고 있습니다. 산간 지역에는 서리가 내리기도 했는데요. 겨울철 운전자들을 난감하게 하는 것이 바로 차에 시동이 걸리지 않는 상황일 것입니다. 배터리가 방전되어 시동이 걸리지 않는다고 생각하기 쉽지만, 배터리는 기온이 낮다고 해서 방전이 되는 것은 아닙니다.

 

시동이 걸리지 않는 것은 배터리 방전이 아니라 낮은 기온으로 인해 화학반응이 제대로 일어나지 않아서 생기는 것으로, 배터리 방전이 아닌 성능 저하가 원인이 되는 것입니다. 따라서 시동이 잘 걸리지 않을 때에는 헌 옷 등을 이용해 배터리의 온도를 높여준 후 다시 시도하는 것이 좋습니다.

 

 

 

자동차 속에 숨어있는 과학의 원리들을 살펴보았습니다. 이러한 원리들을 알고 있다면 자동차 성능에 대한 이해를 더 쉽게 할 수 있을 것입니다. 또한 운전을 하거나 차량을 점검할 때에도 도움이 될 수 있을 것 같네요.