마찰력의 한계

일반적인 포장도로는 타이어와 노면 사이에 적당한 마찰력이 발생하도록 만들어져 있다. 그래서 자동차가 충분한 구동력을 발휘할 수 있다. 자동차 업계에서는 이런 마찰력을 타이어의 바닥을 움켜쥐는 힘이라고 표현할 때가 많다.

 

1. 마찰력의 한계

 

그러나 포장도로라고 해서 반드시 구동력을 발휘할 수 있는 것은 아니다. 마찰력에는 한계가 있다. 그 한계를 뛰어넘은 커다란 힘으로 타이어를 회전시키면 마찰이 발생하지 않고 오히려 타이어가 공회전한다. 이런 타이어의 공회전을 휠 스핀(wheel spin)이라고 한다. 일반적인 타이어에서는 거의 일어나지 않지만, 경주용 자동차가 발진할 때 타이어에 너무 강한 힘을 걸면 휠 스핀이 발생하는 경우가 있다.

 

2. 마찰력에 영향을 주는 요인

 

마찰력의 크기나 한계는 마찰을 일으키는 두 물체나 그 물체의 상태에 영향을 받는다. 자동차의 경우 타이어와 노면에 영향을 받는다. 타이어에는 여러 종류가 있는데, 스포츠 타입의 타이어에는 일반 타이어보다 마찰을 쉽게 일으키는 고무가 사용되기 때문에 커다란 구동력을 발휘할 수가 있다. 또 같은 장소의 노면이라도 건조한 상태와 젖은 상태를 비교하면 젖은 상태에서 발생하는 마찰력의 한계가 더 작다.

 

3. 마찰 계수

 

이처럼 두 물체 사이에서 마찰이 잘 일어나는 정도를 마찰 계수라는 수치로 표현한다. 그리고 마찰 계수를 그리스 문자인 μ(뮤)로 표시하는 경우가 많기 때문에 잘 미끄러지는 노면을 '뮤가 낮은 노면'이라고 말하기도 한다.

 

4. 마찰력 크기 결정 요인

 

또 마찰력은 마찰면과 수직 방향으로 물체를 누르고 있는 힘의 크기에 비례한다. 자동차와 노면이 수평인 상태라면 자동차가 무거울수록 마찰력의 한계가 높아진다는 말이다.