마찰력 (정지 마찰과 운동 마찰)
Friction (static and kinetic)
얼음판에서는 잘 미끄러지고 고무 매트에서는 잘 안 미끄러지는 차이를 숫자로 말할 수 있을까요?
무슨 일이 일어났나
마찰력은 맞닿은 두 면이 미끄러지는 것을 막는 힘으로, 움직이는(움직이려는) 쪽과 반대로 걸립니다.
멈춘 물체를 밀 때 버티는 힘이 정지 마찰, 미끄러지는 동안 걸리는 힘이 운동 마찰입니다 — 정지 마찰은 미끄러지기 바로 전에 가장 커지고, 미끄러지기 시작하면 보통 그보다 작은 운동 마찰이 남습니다.
운동 마찰력은 f = μ·N 이라 평평한 바닥에서 느려지는 가속도는 μ·g 입니다 — 시뮬레이터에서 μ = 0.4 이면 가속도 칸이 −3.92 m/s² 이고, 8 m/s 상자가 8.16 m 에서 멈춥니다.
마찰 계수는 1 을 넘을 수도 있습니다: 미국 연방 자동차 안전 기준 FMVSS 135 는 브레이크 시험 도로 면의 최대 마찰 계수를 1.02 로 정해 둡니다.
단순 모형 — 실제와 다른 점: 이 시뮬레이터는 정지 마찰 계수를 운동 마찰 계수와 같다고 봅니다. 실제로는 정지 마찰이 보통 조금 더 커서, 멈춘 물체를 처음 움직이기가 더 힘듭니다.
💡 생활 속 예시
- 눈 온 뒤 미끄러운 비탈길에 모래를 뿌리는 것은 신발 · 타이어와 길 사이 마찰을 키우기 위해서입니다.
- 꽉 닫힌 병뚜껑이 안 열릴 때 고무장갑을 끼면 손이 덜 미끄러져 쉽게 열립니다.
🙅 오해 깨기오해 모음 보기
누가 왜 찾았나
차가 얼마나 잘 서는지는 타이어와 길 사이 마찰에 달려 있어서, 미국 연방 자동차 안전 기준 FMVSS 135 는 시험 길의 마찰부터 정합니다: 바퀴가 잠기기 직전 가장 큰 마찰(최대 마찰 계수)이 1.02 인 길에서, 100 km/h 로 달리던 차가 70 m 안에 서야 합니다. 안전한 제동을 «같은 마찰 조건» 에서 견주려는 것입니다.
확인된 값
교육과정에서는
- 한국 2022 · 과학(중학교) · 힘의 작용 [9과05-02]
- 한국 2022 · 물리학 실험 · 역학 [12물실02-03]
- 호주 v9 · AC9S4U03
출처
이어서 보기
같은 단원 · 힘과 뉴턴 법칙
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- 개념엘리베이터 속 몸무게 (겉보기 무게)
- 개념탄성력 (훅 법칙)
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