자동차가 충돌 시 에어백이 급격히 부풀어 오르는 것은 관성의 법칙과 충격 흡수 시간을 늘려주는 원리를 이용한 것입니다. 관성력과 충격량 완화 원리가 어떻게 되나요?

Question

자동차가 충돌 시 에어백이 급격히 부풀어 오르는 것은 관성의 법칙과 충격 흡수 시간을 늘려주는 원리를 이용한 것입니다. 관성력과 충격량 완화 원리가 어떻게 되나요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

달리는 자동차가 충돌하여 급정지하더라도, 차 안에 탄 운전자는 기존에 이동하던 속도와 방향을 그대로 유지하려는 관성을 가지고 있습니다. 이때 차체 내부 센서가 급격한 감속을 감지하는 순간, 반응을 일으켜 수 밀리초라는 극히 짧은 시간 안에 질소 기체를 대량 발생시켜 쿠션을 부풀립니다.

충격량을 완화하는 원리는 운동하는 물체를 정지시킬 때 전달되는 충격량은 특정 속도로 달리는 탑승자가 멈출 때 줄어들어야 하는 운동량의 크기와 동일합니다. 따라서 대시보드나 핸들 같은 단단한 내장재에 부딪히면 몸이 멈추는 시간이 아주 짧아져 인체에 가해지는 순간적인 힘의 크기가 엄청나 큰 부상을 입히지만, 폭신한 에어백이 찌그러지며 몸을 받아내면 멈출 때까지의 시간을 길게 하여 상대적으로 받는 평균 충격힘을 작게 하여 부상을 크게 줄일 수 있습니다.

또한, 동일한 힘이 전달되더라도 접촉 면적이 넓어질수록 단위 면적당 받는 압력이 급격히 낮아지므로, 특정 부위에 힘이 집중되어 뼈가 부러지거나 장기가 손상되는 국소 부상을 막아줍니다. 부풀어 오른 에어백은 탑승자가 부딪힌 직후 구멍을 통해 가스를 빠르게 배출하여 충격을 완충하고 2차 반발력을 줄여 줍니다.