마찰력이 사라진다면 어떻게 될까?
/ 알고보면 정말 고마운 마찰력의 존재
오늘은 마찰력에 대한 이야기를 해볼까 합니다. 👏
얼마전에 읽었던 책에서 본 예기인데요. 마찰력이라고 아시지요? 마찰력은 우리가 살아가는 세상 모든 곳에 존재하며, 일종의 저항력이라고 볼 수 있습니다. 평소 이 마찰력을 대수롭지 않게 생각하기 때문에 마찰력이 얼마나 고마운 존재인지 모릅니다. 어떨때는 마찰력이 좀 없어졌으면 좋겠다고 생각하기도 하지요.
여기 재미있는 이야기가 있습니다. 마찰력이 갑자기 사라지면 어떤 일상이 펼쳐질까요?
한 소년의 이야기를 살펴볼까요?
마찰력이 없었으면 좋겠어. 🤔
마찰력이 없으면 무거운 물체도 들어올릴 수 있고, 자기부상열차가 훨씬 빨라질테고, 우주선이 지구에 귀환할 때 공기와의 마찰열도 발생하지 않을 거야. 손을 씻을 필요도 없겠지. 세균들이 손에서 미끄러져 버릴테니까...담배를 피우려고 라이터를 켜려고 해도 불이 붙지 않으니 모두가 강제로 금연을 하게 될 거야.
‘마찰력아, 제발 사라져 줄래?’
다음날 신기하게도 마찰력이 정말 사라졌습니다.
소년은 침대에서 일어나려다가 바닥을 딛자 미끄러져 넘어졌습니다. 일어나려해도 자꾸만 넘어져서 소년은 학교에 가지 못하겠다고 선생님께 전화를 했어요. 이날은 기타 연주 연습을 하는 날이라서 소년은 집에서 기타를 연주하기로 했습니다.
기타를 잡으려고 하는데 자꾸만 기타가 손에서 미끄러져 버렸습니다. 힘겹게 기타를 잡아 의자에 앉으려고 하는데 이번에는 의자가 분해되어 버렸습니다. 의자에 박혀있던 나사들이 모두 분리되어 버렸어요. 소년은 하루 종일 그 무엇도 할 수 없었습니다.
이야기를 읽고 보니 마찰력이 없으면 이 세상이 어떻게 될지 조금이나마 상상이 됩니다.
마찰력은 정지마찰, 구름마찰, 미끄럼마찰 세가지로 나눌 수 있습니다. 마찰력의 방향은 상대적인 움직임 방향과 항상 반대로 작용하지만 상황에 따라서 그렇지 않은 경우도 있습니다.
어릴 때 자전거를 많이 타보셨을텐데요. 타이어가 빠진 자전거를 타면 앞으로 나아가기가 더 힘듭니다. 이는 자전거 바퀴를 앞으로 구를 때 구름마찰력의 영향을 받는데, 이 구름마찰력은 접촉면이 부드러울수록, 즉 변형이 클수록 마찰력이 더 커지는 특징이 있습니다.
마찰력은 우리의 삶에 도움을 주기도 하고 불편을 주기도 합니다.
그래서 필요에 따라서 마찰을 이용하기도 하고, 최소화하기도 하는 것입니다. 예를 들어 이동수단은 마찰력을 최소화할 필요가 있습니다. 자전거, 자동차, 기차 등은 마찰력을 적절히 최소화하지요. 하지만 이동중에 속도를 줄여 멈추려면 또 마찰력을 이용해서 속도를 줄일 수밖에 없습니다.
스포츠에서도 마찰력이 중요한 종목이 많습니다. 빙판위의 체스라고 불리는 컬링이 대표적입니다. 수영 경기에서는 상어의 피부를 모방해 만든 수영복인 ‘패스트 스킨’을 착용하기도 합니다. 물의 저항을 줄여주니까요. 역도선수는 역기를 잡기 전에 손바닥과 기구 접촉면의 마찰력을 키우기 위해 탄산마그네슘 가루를 손에 바릅니다.
끝으로 어느 물리학자가 쓴 마찰 현상에 대한 이야기를 올려봅니다.
여러분은 꽁꽁 언 길을 걸으면서 넘어지지 않으려고 무진 애를 쓰며똑바로 서보려고 온갖 우스꽝스러운 포즈를 취해 봤을 것이다. 이 점을 생각하면 우리가 평소 걷는 길에 굉장히 귀한 특성이 있으며, 이 특성 덕분에 별다른 힘을 들이지 않고도 평형을 유지할 수 있음을 알게 된다. 응용역학에서는 종종 마찰을 부정적인 현상으로 보는데 완전히 틀린 말은 아니지만 몇몇 특정 영역에서만 ‘참’일 뿐이다. 오히려 어떤 상황에서는 마찰이 존재함에 감사해야 한다. 마찰 덕분에 걸을 때 불안해할 필요도 없고, 의자에 앉아 일할 수 있고, 책과 연필이 땅바닥을 구를 일도 없고, 책상이 저절로 미끄러져 벽에 부딪힐 일도 없으며, 연필이 손에서 미끄러질 일도 없으니 말이다.
마찰은 아주 흔한 현상이다. 대부분의 경우, 굳이 도와달라고 하지 않아도 저절로 찾아와 도와준다. 마찰이 없으면 어떠한 형태의 건물도지을 수 없고 벽에 박힌 나사도 저절로 빠져나올 것이며 어떤 물건도 집을 수 없다. 한번 불기 시작한 바람은 영원히 멈추지 않을 것이다.
이제 마찰이 싫지 않지? 😉
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