학문

겨울철에 얼음 위에서는 왜 잘 미끄러지나요?

겨울에 눈 온 다음날 길이 얼면 잘 미끄러지잖아요. 마찰력이 작아진다고 하는데, 왜 얼음은 마찰력이 작은 건가요? 그리고 신발 밑창이 울퉁불퉁하면 안 미끄러지는 이유도 궁금해요.

1개의 답변이 있어요!

  • 안녕하세요. 이수민 전문가입니다.

    얼음이 미끄러운 진짜 이유는 얼음 자체가 아니라 얼음 표면에 생기는 아주 얇은 물 막 때문이에요. 이 물 막이 윤활유 역할을 하거든요.

    얼음은 겉보기엔 단단한 고체 같지만, 표면에는 늘 살짝 녹은 물 층이 아주 얇게 깔려 있어요. 그리고 우리가 밟으면 이 물 층이 더 잘 생겨요. 신발이 얼음을 누르는 압력과 미끄러질 때 생기는 마찰열이 표면을 살짝 녹여서 물 막을 만들거든요. 이 미끈한 물이 신발과 얼음 사이에서 윤활유처럼 작용해서 발이 쭉 미끄러지는 거예요. 물 위에 뜬 비누가 잘 미끄러지는 것과 비슷한 원리랍니다. 일반 땅바닥은 이런 물 막이 없어서 신발과 바닥이 직접 맞닿아 마찰력이 살아 있는데, 얼음은 그 사이에 물이 끼어들어 마찰을 확 줄여버리는 거예요.

    신발 밑창이 울퉁불퉁하면 덜 미끄러지는 건 두 가지 이유가 있어요. 하나는 홈이 물을 밀어내는 역할을 해요. 밑창이 매끈하면 표면의 물 막 위에 그대로 떠버리는데, 홈이 파여 있으면 그 물이 홈 사이로 빠져나가면서 밑창이 얼음에 더 직접 닿을 수 있거든요. 자동차 타이어에 홈을 파서 빗길 물을 빼내는 것과 똑같은 원리예요. 다른 하나는 울퉁불퉁한 요철이 표면에 걸리면서 마찰을 만들어줘요. 매끈한 면끼리는 스르륵 미끄러지지만, 오돌토돌한 밑창은 얼음의 미세한 굴곡에 맞물려 걸리적거리니까 덜 미끄러지는 거예요.

    그래서 겨울철 빙판길에서는 바닥이 평평한 신발보다 밑창에 홈이 깊게 파인 신발이 훨씬 안전하답니다. 굳이 미끄러운 물 막 위를 매끈한 신발로 걸을 이유가 없으니까요 :)

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