세탁기 탈수

Washing machine spin cycle

세탁기는 빙빙 돌리기만 하는데, 어떻게 젖은 빨래에서 물을 짜낼까요?

무슨 일이 일어났나

탈수할 때 모터는 구멍이 숭숭 뚫린 안쪽 통을 빠르게 돌리고, 빨래는 통 벽에 눌린 채 벽이 안쪽으로 미는 힘(구심력)을 받아 함께 돕니다.

빨래 속 물방울은 구멍에 이르면 붙잡아 줄 벽이 없어 그 순간 가던 방향으로 곧게 날아가 통 밖으로 빠집니다 — 함께 도는 쪽에서 보면 원심력에 밀려 나가는 것처럼 보입니다.

시뮬레이터에서 젖은 빨래 100 g 이 반지름 0.3 m 통 벽에서 8 m/s 로 돌려면 21.3 N 이 필요해 그 무게(0.981 N)의 약 22 배이고, 빠르기를 절반으로 줄이면 5.33 N 으로 4 분의 1 이 됩니다.

미국 에너지스타(EPA)는 빠른 탈수(높은 회전 속도)를 고르면 빨래에 남는 물기가 줄어 옷을 말리는 시간도 줄어든다고 안내합니다.

우라늄 농축에 쓰는 원심 분리기도 원통을 빠르게 돌려, 무거운 기체 분자를 바깥 벽 쪽으로 모읍니다(미국 원자력규제위원회).

💡 생활 속 예시

비 온 날 젖은 우산을 접기 전에 손잡이를 잡고 빙글 돌리면, 우산 끝에서 물방울이 사방으로 튀어 나갑니다.
물에서 나온 강아지가 몸을 세차게 흔들면, 털에 붙은 물이 사방으로 흩어집니다 — 빠르게 도는 몸에서 물방울이 떨어져 나가는 것입니다.

어떤 부품이 무엇을 하나

안쪽 통(탈수 통) — 작은 구멍이 많이 뚫린 통 — 빨래는 붙잡고 물은 내보냅니다.
모터 — 안쪽 통을 빠르게 돌려, 빨래를 원운동시킬 힘을 만듭니다.
바깥 통 — 구멍으로 튀어 나온 물을 받아 모읍니다.
배수구와 배수 펌프 — 모인 물을 세탁기 밖으로 내보냅니다.
탈수 세기 단추 — 회전 빠르기를 골라, 빨래에 남는 물기의 양을 정합니다.

헹굼이 끝나면 고인 물을 먼저 빼냅니다.
모터가 안쪽 통을 점점 빠르게 돌려, 빨래가 통 벽에 눌려 붙습니다.
통 벽이 빨래를 중심 쪽으로 밀어 함께 돌게 하지만, 빨래 속 물방울은 구멍을 지나며 붙잡을 것이 없어집니다.
물방울은 그 순간 가던 방향으로 곧게 날아가 바깥 통에 부딪혀 모입니다.
모인 물은 배수구로 빠지고, 빠르게 돌릴수록 빨래에 남는 물기가 줄어듭니다.

확인된 값

빠른 탈수(높은 회전 속도)를 고르면 빨래에 남는 물기가 줄어든다: high spin speed 출처
그만큼 옷을 말리는 시간이 줄어든다: shorter drying 출처
에너지 스타 세탁기 — 보통 세탁기보다 에너지 약 20 % · 물 약 30 % 덜 씀: 20 % 출처
에너지 스타 큰 세탁기가 한 번 빨 때 쓰는 물 (14 갤런 ≈ 53 L): 0.053 m³ 출처
원심 분리기도 원통을 빠르게 돌려 무거운 것을 바깥 벽으로 보낸다: rotated at a high speed 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 역학과 에너지 · 시공간과 운동 [12역학01-03]
일본 · 高等学校物理 (1) 様々な運動

출처

이어서 보기

같은 단원 · 원운동과 회전

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