자동차가 출발 할 때 앞바퀴가 들리는 이유?? 모멘트 관련

 

 

 

 

 

 

 

 

맨 아래 그림은 바퀴가 큰 차들의 경우로,

급정거 시에도 잘 뒤집어지지 않는 특성이 있습니다.

 

그러나 바퀴가 너무 커버리면 비탈길에서 뒤집어지기 쉽습니다.

 

이런 점을 계산을 통해 가장 알맞은 값을 구해서 바퀴 크기와 차의 무게중심의 위치를 정하는 것 입니다.

 

(마지막 그림의 경우가 가장 안정적이고,

위에는 없지만, 바퀴축과 질량중심이 같을 경우, 회전력은 상쇄됩니다. )

 

참고로 덤프 트럭의 경우 바퀴가 충분히 크지 않으면 회전력이 그만큼 커져서 ,

작은 브레이크에도 쉽게 넘어질 위험이 생깁니다.

그리고 말씀하신 자전거 앞바퀴 들기는,,

약간 선 자세에서 브레이크를 걸면서 핸들을 들면 잘 됩니다.

 

전체 무게중심은 위로 올리고 바퀴 축은 내려야 하겠지요.

(그리고 두 바퀴축 사이 거리가 짧을수록 잘 됩니다.)

 

그래서 꼬마애들이 타는 바퀴 작은 자전거가 앞바퀴 들기는 더 잘 됩니다.

 

 

도움 되셨길..!

급출발할 때는 스쿼트 현상이 일어납니다.

 

자동차 중심 아래에서 구동력이 앞으로 향하기 때문입니다.

 

무게 중심에서 모멘트를 대충 생각해봐도 오른손 법칙에 따라 회전 방향을 알 수 있지요.

 

 

급제동시는 그 반대입니다.

우선 전제가 후륜구동이라고 생각해야 할 것 같습니다. 전륜구동인 상태에서 출발하면 이런일은 발생하지 않겠죠.

 

우선 차가 급 출발 한다고 생각하면 뒷바퀴에서 회전력이 발생하고 차체는 멈춘 상태에서 뒷 차축이 회전하게 됩니다. 이 경우 뒷바퀴의 회전력이 충분하다면(상당한 급발진이 되겠죠) 뒷바퀴 축에 대한 반력으로 차체 앞부분이 들릴 수는 있습니다. 물론 이런 경우는 흔치는 않고 차체 중심이 뒤에 있거나 하면 가능할 것 같습니다.

 

반대로 차체가 급정거 한다고 가정하면 차의 제동장치는 바퀴의 브레이크에 의해서 발생합니다. 즉 바퀴의 회전을 강제로 멈추게 되는데 이 경우 바퀴의 회전은 멈추더라도 차체는 관성 때문에 앞으로 쏠리게 됩니다. 브레이크 장치가 앞 바퀴에서만 일어난다면 차체 뒷 부분이 약간은 들릴 수가 있을 것 입니다.

 

자전거의 경우 구동장치는 체인으로 전달된 뒷바퀴 부분이고 브레이크는 앞, 뒤에 있습니다. 이 경우 아주 강력한 회전으로 아니면 앞 바퀴를 잠그고 회전 시키면 자전거가 들리게 됩니다. 즉 자전거가 뒷바퀴를 축으로 회전하는 효과를 내는 것 입니다. 마찬가지로 정지할때 앞바퀴 브레이크를 작동 시키면 앞 부분은 정지한상태에서 몸이 앞으로 쏠리게 되면 무게 중심이 자전거 보다 위에 있으므로 모멘트가 발생하여 앞바퀴를 축으로 회전하게 됩니다.

 

이론상 힘을 가하는 뱡향으로 작용점이 일치하면 모멘트는 발생하지 않지만 힘을 가하는 방향과 작용점이 일치 하지 않으면 모멘트가 발생 합니다. 차나 자전거 경우 공히 이동 방향과 무게 중심의 차이 등으로 차가 들리는 현상이 일어날 수 잇습니다.

관성의법칙이요

후륜구동차란 뒷바퀴쪽으로만 엔진과 직결되어 엔진의 구동력이 작용하는 차를 말합니다. 이 경우는 출발시 바퀴를 굴리는 엔진의 힘이 뒷바퀴에 전달되며, 이 때, 앞의 staressay나 hjb486님이 설명한 바와 같이 뒷바퀴의 추진력에 의하여 앞바퀴가 살짝 들리는(실제로는 들리지 않음) 방향으로 힘이 생기게 됩니다.

그러나 고급차를 제외한 요즘의 대부분의 승용차는 전륜구동형이며, 엔진의 힘이 앞바퀴쪽으로 전달됩니다. 이 경우는 앞바뀌에 전달된 회전력에 의하여 차가 출발하게 됩니다. 따라서 출발시 앞바퀴쪽을 들어올리는 힘이 전혀 발생하지 않습니다(급정거시 뒷바퀴가 들리는 쪽으로는 힘이 발생합니다만).

이 문제의 답과는 약간 차이가 있지만, 엔진의 힘이 이렇게 전달되므로, 눈이 올 때 전륜구동차는  체인을 앞바퀴에 달아야 하고, 후륜구동차는 뒷바퀴에 달아야 합니다.