2. 개념 확장하기 _ 줄다리기에서 이기는 방법
 

 

    다음의 질문과 답을 통해 앞 절에서 알게 된 기본 개념을 확장해봅시다.

 

     (1) 자동차가 달리다가 신호등의 붉은 등이 켜지면 서야 한다. 이때 브레이크를 밟는데, 브레이크는 어떻게 자동차가 서게 할 수 있을까?(왼쪽 그림은 브레이크의 한 종류인 디스크 브레이크를 보여준다.)

        

     

    자동차의 타이어는 바퀴의 원반에 붙어 있다. 운전하는 사람이 브레이크를 밟으면, 그 힘이 브레이크 패드에 전달되어 브레이크 패드를 원반에 밀착시킨다. 이때 패드와 원반 사이에 마찰력이 생겨 원반이 도는 것을 방해하므로 원반과 타이어가 도는 속도가 줄어들다가 결국 서게 된다

    유압 브레이크의 작동 원리에 대해 더 자세히 알고 싶다면,
        유압 브레이크

 

    성냥의 머리는 작은 에너지만 공급되어도 연소 반응이 시작되어 불이 붙는, 인을 포함하는 물질로 되어 있다. 이것을 다른 물체의 표면에 대고 부비면 마찰에 의해 열이 생겨 성냥머리에서 연소 반응이 일어난다. 이때 발생하는 열이 성냥의 나무 부분을 태운다.

    성냥의 원리에 대해 더 자세히 알고 싶다면,
        마찰력으로 켜는 성냥불

 

     (3) 단거리 육상 선수가 머리를 밀거나, 수영 선수가 특수한 수영복을 입는 이유는?

     

    공기나 물 안에서 이동할 때에도 공기 또는 물이 마찰력을 작용한다. 이러한 액체 또는 기체에 의한 마찰을 저항이라고 부른다.(예를 들어, 공기 저항) 이 저항도 그 안에서 운동하는 물체의 속력을 줄이는 역할을 하므로, 육상 선수 또는 수영 선수는 공기 또는 물의 저항을 줄이기 위해 머리를 밀거나 특수한 수영복을 입는다.

    물의 저항에 대해 실험으로 알아보고 싶다면,
        물고기와 비행기는 닮은 꼴

 

    호버크래프트는 아래로 공기를 분사시킨다. 이 공기는 호버크래프트 아래에 공기층을 만들어 물 표면과의 마찰을 줄여준다.

    호버크래프트의 동작 원리를 실험을 통해 알아보고 싶다면,
        호버크래프트

 

    만약 낙하산이 없이 떨어진다면, 공기 저항이 적어 지표면에 도달하였을 때 속력이 아주 클 것이다. 그 결과 지표면에 부딪힐 때 큰 충격을 받는다. 낙하산은 공기 저항을 크게 해준다. 따라서 지표면에 도달할 때 속력이 크지 않아 안전하게 착륙할 수 있도록 해준다.

    낙하산의 동작 원리를 실험을 통해 알아보고 싶다면,
        낙하산의 빠르기

 

    물을 뒤로 민다.
    물을 뒤로 밀면(작용) 그에 대한 반작용으로 물이 사람 또는 보트를 반대 방향으로 민다.

 

    로켓이 아래로 기체를 내품으면, 그에 대한 반작용으로 로켓에 위로 작용하는 힘이 생긴다, 그 결과 로켓은 위로 올라갈 수 있다. 로켓은 짧은 순간에 큰 힘을 얻어야 하기 때문에 특별한 물질을 태워 추진력을 얻는다. 예를 들어, 케로신이라는 물질을 액체 산소를 섞으면 엄청난 속도로 반응하면서 많은 열과 기체를 만들어 내어 뒤로 뿜어 낸다.

    로켓의 동작 원리를 실험을 통해 알아보고 싶다면,
        풍선 로케트 쏘아 올리기

 

    사람이 앞으로 나아가려면, 사람에게 앞으로 밀어주는 힘이 필요하다. 사람이 걸을 때는 바닥에 뒤로 힘을 줌으로써 앞으로 나아간다(작용-반작용). 즉, 발이 바닥을 밀면, 바닥이 발을 민다.
    이때 발을 미는 힘은 바로 정지 마찰력이다. 발이 바닥을 밀면 발바닥과 바닥면이 부벼진다. 이때 바닥은 우리 발이 미는 힘과 크기가 같고 방향이 반대인 정지 마찰력을 작용한다. 이 힘에 의해 사람은 앞으로 나아갈 수 있다

    반면, 빙판은 정지 마찰력이 거의 없다. 따라서 발바닥이 핑판을 밀면 빙판은 발을 반대 방향으로 밀지 못한다. 따리서 발이 미끄러진다.

 

 

 

    만약 기본 개념을 적용해보고 싶다면, 아래 링크를 참조하세요.

 

 

 

 

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