달리던 버스가 갑자기 급정거를 하면 탑승한 승객들의 몸이 순식간에 앞쪽으로 쏠리게 되잖아요. 이 현상에 적용된 운동 법칙과 그 원리가 궁금합니다.

Question

달리던 버스가 갑자기 급정거를 하면 탑승한 승객들의 몸이 순식간에 앞쪽으로 쏠리게 되잖아요. 이 현상에 적용된 운동 법칙과 그 원리가 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

달리던 버스가 급정거할 때 승객의 몸이 앞으로 쏠리는 현상과 관련 있는 운동 법칙은 뉴턴의 제1법칙인 관성의 법칙입니다. 이와 관련하여 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.

관성은 물체에 알짜힘이 작용하지 않는 한, 물체는 자신의 현재 운동 상태를 계속 유지하려는 성질을 말하는 것으로 정지해 있던 물체는 계속 정지해 있으려 하고, 운동하던 물체는 계속 같은 속도와 방향으로 움직이려 합니다. 버스에 브레이크가 작동하면 도로와의 마찰력이라는 외부 힘을 받아 제동을 걸고 속도를 급격히 줄들게 되고, 버스 바닥이나 의자에 직접 접촉한 승객의 하체는 버스와 함께 멈추지만, 버스에 고정되지 않은 승객의 상체는 원래 가던 속도대로 계속 앞으로 나아가려는 관성을 유지합니다. 그 결과, 상대적으로 멈춰 선 버스 안에서 승객의 몸이 순식간에 앞으로 쏠리게 됩니다.

자동차의 안전벨트도 이처럼 관성에 의해 승객의 몸이 앞으로 튕겨 나가는 것을 막기 위해, 인위적으로 외력을 가해 차와 함께 안전하게 속도를 줄여주는 대표적인 안전장치입니다.

Answer 2

안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.

너무나 유명한 뉴턴은 1법칙인 관성의 법칙 입니다.

관성이라 물체가 원래 가지고 있던 운동상태를 그대로 유지하려는 성질을 말합니다.

버스안에서는 만약 시속 60 킬로미터 라면 승객의 몸도 버스와 함께 똑같은 속도로 이동하고 있습니다. 버스 기사가 브레이크를 밟으면 버스 자체는 마찰력에 의해 멈춰서게 되지만 승객의 발과 하체는 버스바닥과의 마찰력과 손잡이 등의 지지력 때문에 버스와 함께 멈추가 됩니다.

이때 하채는 바닥과 닿아있지만 발바닥 일부만 닿아있기에 사엧와 몸체는 관성에 법칙에 의해 기존에 달리던 속도를 유지하고자 하기 때문에 하체는 일부 붙었지만 상체는 순식간에 앞쪽으로 쏠리게 됩니다.

그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다:)