| [ sciEncE ] in KIDS 글 쓴 이(By): babs (창조가) 날 짜 (Date): 2003년 3월 17일 월요일 오후 07시 13분 10초 제 목(Title): Re: [질문] 스케이팅 때의 힘의 작용. 왠지 이 곳의 분위기와는 어울리지 않는 가벼운 주제 같긴 하지만. 좀 궁금해서 질문 올립니다. 아이스 스케이팅이나 인라인 스케이팅할 때 어떤 식으로 힘이 작용해서 앞으로 가는지 궁금한 게 제 질문의 요지입니다. 통상적으로 생각할 때 스케이팅을 할 때 날과 스케이트를 45도나 그 비슷한 후방으로 밀어야 한다고 생각하는 게 처음 인상입니다만, 실제로 스케이팅을 배울 때는 자신의 몸에서 완전히 옆방향으로 밀어야 최고의 속도가 나옵니다. 즉, 180도겠죠. 그런데 이 부분이 이해가 잘 안 됩니다. 물리책을 오래간만에 들여다 보기는 했는데. -.- 뭐 추상적인 내용이 대부분이라, 잘 적용이 안 되네요. -------------- 쿠쿠쿠.. 과학의 달인들이 먼저 답을 달기전에 아마추어인 제가 먼저 답을 추론해 보지여 ^^ 1) 이 곳 분위기에 잘 어울리는 좋은 주제입니다. 그동안 너무 심각한 내용들이 오갔는데, 생활속의 과학이야말로..산 과학이지여. 2) 전 님이 원하는 바를 잘 캐치했구여.. 머리속에서 시뮬레이션패키지를 돌리니 답이 나오네여. (1)출발시. 출발시에는 몸의 진행방향에 대한 속도벡터는 0 입니다. 따라서 힘을 최대로 내려면 발을 90도로 꺾어서 완전히 뒤로 밀어줘야 합니다. (즉, 바퀴를 90도로 미끄러지지 않게 밀라는 거고, 폴대로 밀어도 됩니다) | <----왼발 -- <--오른발 추진력 벡터와 속도벡터는 반대방향으로 작용합니다. (2)가속시. 이렇게 반대방향으로 밀때..오른 발로 뒤로미는 힘을 N_right라 합시다. N_right의 힘만으로 도달할 수 있는 최고속도 S_n_right가 존재합니다. (발힘에는 한계가 있는데, 우리는 그보다 큰 속도를 얻고자 합니다.) 즉, N_right는 상수이고, 임계속도에 다다르면 더 이상 N_right에 의해 속도를 낼수 없는데, N_right는 전적으로 마찰력에 의존하기 때문입니다. 그런데 마찰력에 의존하려고 발을 땅에 디디는 순간 현재속도 S_n_right에서 땅이 뒤로 밀려나므로, 헛발질만 하게 됩니다. 그래서 가속시에는 45도 각도로 밀어줍ㄴ디ㅏ. | <--왼발 |/ <--오른발 (오른발힘의 절대값은 동일) (3)극한가속시. 여기서부터는 오른발을 완전히 옆으로 밀어야 하는데 이 때 일어나는 상황은 다음과 같습니다. | <--왼발 | | <--오른발 (오른발힘의 절대값은 동일) @ ^ | | | <----====> 헉..그리기 힘들다.. 위로 솟아있는 벡터는 몸뚱이의 속도벡터입니다. ===> 이거는 오른발로 옆을 밀때 일어나는 힘작용 벡터. <--- 이거는 그 반작용에 의해 얻을 수 있는 몸뚱이의 속도벡터. 오른쪽으로 밀었으니 당연히 왼쪽으로 쏠리겠져? 그리고 @ 는 두 속도벡터의 합벡터입니다. 직사각형의 대각선 원리에 의해 대각선이 더 길져.. 즉, 오른쪽으로 옆으로 밀어도 더 큰 속도벡터를 얻게 되는 것입니다. 단 방향은 왼쪽으로 좀 치우치긴 하지만 그나마 그 극한속도에서 조금이라도 속도가 늘어나는게 큰 이득이고, 오른쪽으로 미는 힘이 작기 때문에 방향 치우치는 건 표도 안날겁니다. 그리고, 발을 교대로 바꿔서 밀기 때문에 방향보정이 되는 것이지여. (결국 지그재그로 나아가는 셈) 더 쉬운 예로 정리하겠습니다. 달리는 놈을 옆에서 밀면 그 놈의 속도는 더 빨라집니다.(직교벡터합의 원리) 교차로에서 좌회전하는 차의 속도를 직진하는 우리차에서 바라보면 좌회전차의 실제 속력보다 상대속력이 더 빠릅니다(직교벡터합) |