관성과 주행 저항

운동법칙에는 관성의 법칙이라는 것이 있다. "물체에 힘이 작용하지 않으면 물체는 속도나 방향을 바꾸지 않는다"라는 법칙이다. 요컨대 힘이 작용하지 않으면 물체는 일정한 속도를 유지한다는 말이다. 물체가 운동 상태를 계속 유지하려는 성질을 관성이라고 하는데, 관성은 움직이고 있는 물체뿐만 아니라 정지해 있는 물체에도 작용한다. 멈춰 있는 물체는 속도 0의 상태를 계속 유지하려 한다.

 

1. 관성력이란

 

운동법칙이라고 하면 왠지 어려워 보이지만, 사실은 누구나 관성력을 느끼고 있다. 자동차를 타고 갈 때, 속도를 줄이면 몸이 앞으로 밀리는 느낌을 받는다. 자동차가 속도를 줄이더라도 몬은 그때까지의 속도를 유지하려 하기 때문에 앞으로 밀리는 것이다. 또 자동차가 가속할 때는 반대로 몸이 뒤쪽으로 밀린다. 이때 몸에 작용하는 것처럼 느껴지는 힘을 관성력이라고한다.

 

관성력은 물체의 질량과 속도의 제곱에 비례한다. 속도가 같아도 질량이 두 배라면 관성력도 두 배가 된다. 또 질량이 같아도 속도가 두 배가 되면 관성력은 네 배가 된다.

 

2. 주행저항이란

 

자동차에도 관성의 법칙이 작용한다. 따라서 이론적으로는 엔진의 힘을 이용한 구동을 멈춰도 그 시점의 속도로 계속 나아가야 한다. 하지만 실제로는 점점 속도가 줄어든다. 즉, 어떤 힘이 자동차에 작용하고 있다는 말이다. 이 힘을 주행저항이라고 한다.

 

자동차가 움직이고 있으면 반드시 주행저항이 발생한다. 그러므로 자동차가 일정 속도로 계속 달리려면 주행저항과 같은 크기의 구동력을 발휘해야 한다. 만약 구동력이 주행저항보다 작다면 자동차의 속도는 줄어든다. 또한 자동차를 가속시키기 위해서는 주행저항보다 큰 구동력이 필요하다.