산길은 왜 지그재그로 나 있을까?

같은 높이를 오르면 길이 곧든 구불구불하든 얻는 위치 에너지는 같습니다. EIA 는 이를 «물체의 높이에 저장된 에너지» 라고 적습니다.

일은 힘 × 거리이므로, 길을 길게 돌아가면 같은 일을 더 작은 힘으로 나눠 할 수 있습니다. 비탈이 완만할수록 비탈 방향으로 이겨야 할 힘이 작아집니다.

시뮬레이터에서 기울기 30° 는 1 kg 당 4.90 N, 10° 는 1.70 N 의 힘이 비탈 아래로 끕니다 — 약 3 분의 1 입니다. 대신 같은 높이를 오르려면 길이 약 2.9 배 길어집니다.

그래서 힘이 약한 차나 걷는 사람도 지그재그 길로는 가파른 산을 오를 수 있고, 내려올 때도 빨라지는 정도가 줄어듭니다.