멈출 때까지 가는 거리 (정지 거리)
Stopping distance
브레이크를 밟은 차는 왜 속력이 두 배면 훨씬 더 먼 거리를 미끄러질까요?
무슨 일이 일어났나
정지 거리는 위험을 보고 브레이크를 밟기까지 가는 «생각 거리» 와, 브레이크를 밟은 뒤 미끄러지는 «제동 거리» 를 더한 것입니다.
제동 거리는 속력의 제곱에 비례합니다. 시뮬레이터에서 마찰 계수 0.65 인 길이면 13.5 m/s 에서 14.3 m, 27 m/s 에서 57.2 m 로 네 배가 됩니다.
영국 도로 교통 규칙(Highway Code)의 표도 같은 모양입니다. 48 km/h 에서는 생각 9 m + 제동 14 m = 23 m 인데, 112 km/h 에서는 21 m + 75 m = 96 m 입니다.
생각 거리는 속력에 비례해 늘지만 제동 거리는 제곱으로 늘어서, 빠를수록 제동 거리가 정지 거리의 대부분을 차지합니다.
시뮬레이터의 마찰 계수 0.65 는 영국 표의 48 km/h · 제동 14 m 에서 거꾸로 구한 값이라, 실제 길과 타이어에 따라 달라집니다.
💡 생활 속 예시
- 어린이 보호 구역에서 속도를 낮추라는 것은, 속력을 조금만 줄여도 제동 거리가 제곱으로 크게 줄기 때문입니다.
- 자전거도 빨리 달릴수록 브레이크를 잡고 멈추기까지 길게 미끄러지므로, 횡단보도 앞에서는 미리 속력을 줄입니다.
🙅 오해 깨기오해 모음 보기
속력이 두 배면 멈추는 거리도 딱 두 배다.
영국 도로 교통 규칙 표에서 32 km/h 의 정지 거리는 12 m, 그 3.5 배 속력인 112 km/h 에서는 8 배인 96 m 입니다. 제동 거리가 속력의 제곱으로 늘기 때문입니다. 출처
누가 왜 찾았나
영국 정부가 내는 도로 교통 규칙(Highway Code)에는 속력마다 생각 거리와 제동 거리를 나눠 적은 정지 거리 표가 실려 있습니다. 자동차 한 대 길이를 4 m 로 잡아 «차 몇 대 길이» 로도 함께 적어, 운전하는 사람이 앞차와 둘 거리를 눈으로 가늠하게 합니다.
확인된 값
교육과정에서는
- 한국 2022 · 과학(초등) · 물체의 운동 [6과10-03]
- 한국 2022 · 통합과학1 · 시스템과 상호작용 [10통과1-03-04]
- 잉글랜드 · KS4 Physics: Forces and motion
- 호주 v9 · AC9S10U05
출처
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