기차 바퀴는 바같쪽으로 약간의 원뿔형태로 되어 있습니다. 그 이유가 무엇인지 궁금합니다.

Question

기차 바퀴는 바같쪽으로 약간의 원뿔형태로 되어 있습니다. 그 이유가 무엇인지 궁금합니다.

왜 평평하지 않고 원뿔식으로 되어 있는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.

기차의 바퀴는 바깥쪽이 작고 안쪽이 큰 지름을 가지는 형태의 원뿔형태를 하고 있습니다. 이러힌 형태의 바퀴를 가지는 것응 크게 3가지 이유가 있습니다.

1. 기찻길과 바퀴 사이의 접촉면적을 줄여서 마찰력을 최소화하는 역힐을 합니디.

2. 기찻길에서 탈선하지 않게 도와줍니다.

기차의 양쪽 바퀴를 합쳐서 생각해보면 양쪽 끝은 지름이 작고 가운데는 지름이 큰 형태(원뿔을 2개를 붙인형태)가 됩니다. 가운데 무게중심이 있기도하고 바퀴가 원뿔형태이기에 반탄력으로 기차는 언제나 기찻길 중간에 오도록 힘이 작용합니다. 이때문에 기차가 탈선하지 않습니다.

3. 기차가 쉽게 회전하도록 도와줍니다. 예를 들어 기차가 좌회전을 하기 위해서는 왼편 바퀴보다 오른편 바퀴가 더 많은 이동을 해야합니다. 양쪽 바퀴의 속도는 동일하므로 회전하기 위해서는 왼쪽 바퀴는 지름이 작은 부분, 오른쪽 바퀴는 지름이 큰 부분이 기찻길과 맞닿게 됩니다. 여기서 멋진점은 따로 무언가를 조작해줘야하는게 아니라 기차가 탈선되지 않는 영향과 동일한 원리로 기찻길에 따라 바퀴에 닿는 위치가 저정도 변화한다는 것입니다.

사실 위 내용은 영상을 시청하는 것이 가장 직관적입니다. 잠깐 시간을 내셔서 검색해보시면 관련 동영상들이 많으니 참고하시길 바랍니다.

감사합니다.