[물리] NASCAR 10 배로 재미있게 즐기기..

  • #100349
    SD.Seoul 137.***.209.200 2537

    이번 주 Time 에서 “The Physics of NASCAR” 에 관하여 기사를 ㅆㅓㅅ네요.
    http://www.time.com/time/2008/nascar/

    ‘종이’ 기사 내용 중에는 “On passenger cars, tire pressure may change 1 psi for every 10 F temperature change. Your tires reach about 160 F on the expressway” 라고 쓰여 있습니다. 평소에 tire 를 보면 맥시멈은 45 psi 인데, 보통 30 psi 정도로 바람을 넣는 이유가 궁금했었는데, 이런 이유였나봅니다.
    보통 바ㄲㅏㄷ온도가 60 F 에서 바람을 넣어 30 psi 를 만들면, 고속도로에서 160 F 까지 올라가니, tire 는 10 psi 가 더 증가할 것이고, 그래서 40 psi 정도가 되어있겠네요.

    NASCAR 보시는 분들은 아이들에게 time 에 나온 기사를 이야기해주는 것도 재미있을 같습니다.

    • 임동동 76.***.160.110

      Nascar 보면서 항상 느끼는건 차들이 빨리 달리면서도 거의 딱 붙어서 부딪히지 않고 잘 달리는게 신기하더군요.

    • 궁금 67.***.107.45

      갑자기 궁금해졌는데, 고속도로 여행시에는 바람을 조금 더 넣는 것이 좋다고 들었는데, 그러면 위에서 얘기한 내용과 배치되는 군요. 고속도로 여행시에 바람을 더 넣으면 더 위험할텐데 말인데요…

      설명해주실 분 안계십니까?

    • duke 71.***.40.36

      저는, 자동차 튜닝(외장이 아니고, 파워업 쪽) 관련일을 하고 있습니다.

      일반인들이 Free way를 달리는 상황은, 시속 100마일이 안되는 상태 입니다.(넘어도 어쩌다가 정도?).. 110마일로 한시간 달렸다는 분 있으시면 예외에요.

      일반 타이어들은 접지력은 안전에 관계없는 정도에서, 타이어의 수명을 중점으로 둡니다. 하지만 고급(비싼)타이어(승차감이 좋은)가 빨리 닳는다는 말이 사실이긴 합니다.

      하지만, 경기에 나서는 차(레이싱용으로 설계된 차가 아닌, 일반 승용차를 개조하거나, 업그레이드한 것이지만)는…
      slick tire를 쓰게 됩니다. 쉽게 말해서, 타이어 무늬가 전혀 없는 맨타이어 이지요.. 이것이 접지력은 좋습니다.

      이해는 쉽습니다. 타이어 압이 적으면, 접지 면적이 커지고, 그러면 주행성, 코너링에 유리합니다.

      그렇지만.. 일반인들은 매일 출근하근 길에 슬릭타이어에 바람을 적게 넣고 달릴 이유가 하나도 없지요.

      딱 하나! 타이어에 바람을 많이 넣으면, 코너링이나 접지력이 떨어지지만, ‘연비’가 좋아집니다. 그런데, 포장상태가 좋은(그런데 미국이 그런가???) 길에서는 조금 타이어 압이 높아도, 승차감 그리 떨어지지 않는다는 것이지요.

      저는.. 엘란트라에 30psi 기본을 36psi 넣고 다닙니다. 절대로 100마일 안달려요. 평균 32마일/갤런을 달립니다.

      하지만.. 바람이 좀 빠졌다 싶어서, 다시 타이어 압을 올린 날의 퇴근길(겨울 밤)은, 차가 좀 미끈덕 거리긴 하지요.

    • SD.Seoul 66.***.118.78

      궁금/님
      예전에도 어느 분이 “한국에서는 여름에 여행 다닐 때에는
      tire 압력을 높게 해서 다니라고 정부에서 권장했다”는 말씀을
      하신 적이 있었지요.
      제 생각은 이렇습니다. 어차피 모든 것은 trade-off 인데요,
      tire 압력이 높으면, 연비가 좋아집니다. 기름 안나는 한국으로서는
      유일하게 기름을 아끼는 방법이지요.
      반면에, tire 압력이 높르면, duke/님이 말씀하셨듯이
      차가 통통 튑니다. 길 위의 조그만한 돌멩이에도
      차가 뒤집힐 수 있습니다. 또한 코너링에서도 더 잘 미끄러집니다.
      위험하지요.

      이래나 저래나, 저는 기계는 만든 사람이 가장 잘 안다고 생각합니다,
      그래서 저는 무조건 friendly manual 에 따르려고 합니다. ;)
      (말씀하신 고속도로에서의 여행시에, 가족이 함께 탓다면 저라면
      무조건 manual 에 따르겠습니다)

    • SD.Seoul 66.***.118.78

      그리고, 위에서 제가 인용한 것은 /일반차/에 관한 것입니다.
      경기용 차는 300 F 까지 온도가 오른 다고 하는군요.

      “On passenger cars, tire pressure may change 1 psi for every 10 F temperature change.
      Your tires reach about 160 F on the expressway,
      but the tires of a race car can reach 300 F.”

    • ISP 206.***.89.240

      선데이서울님은 오래오래 장수 하시면서 사실꺼에요. ㅎㅎㅎ
      *장난 입니다… 잘 아시지요? :) *

      저도 무조건 메뉴얼을 따릅니다. 뭐가 됐건 차는 공장에서 나온 그대로가 가장 이상적으로 그용도에 맞게 나왔다고 생각하고, 그에 맞게 메뉴얼도 제작이 되었다고 봅니다.

    • 회색빛 75.***.116.106

      재미있고 유익한 이야기 였네요
      저도 메뉴얼 따라 갈랍니다.

    • 차차차 216.***.71.163

      타이어 공기압을 7,8월 한여름에는 10% 정도 기준치보다 더 넣으라고 하던데…..

    • SD.Seoul 137.***.208.87

      차차차/님
      “타이어 공기압을 7,8월 한여름에는 10% 정도 기준치보다 더 넣으라” 는
      권고문을 어디서 보셨나요?
      혹시 web-page 아시면 주소 부탁드립니다.
      이유가 있겠지요. 읽어보고 싶군요.

    • Hou 71.***.72.134

      고속으로로 달릴땐, 발열을 줄이는 게 목적이란건 모두 공감하시는 것
      같습니다.

      공기압이 낮으면,
      (1)지면과 마찰열이 증가
      (2)tire의 strain이 증가,
      (3)flex fatigue stress 증가,
      (4)tire수명 감소,
      (5)발열증가,
      (6)주행중 tire failure chance 증가

      tire내 발열은 공기압이 낮을때, 급격히 증가하여,
      더 위험할수 있을겁니다. 물론 공기압이 너무 높으면, 발열 자체를
      줄일순 있으나, 원래 가지고 있는 공기압 자체가 위험 factor로
      작용하겠지요. 하지만, 도로상태가 좋은 고속도로는 공기압을
      좀 더 높이는게 위에 이유때문에 안전하겠지요.

      연비 절약은 secondary이고 안전이 가장 중요합니다.

    • SD.Seoul 66.***.118.78

      HOU/님의 말씀중에
      (1) 고속도로를 달릴 땐, 발열을 줄이는 것이 목적이지 /않습니다/.
      tire 안의 공기의 온도가 올라가는 것을 막을 수 있는 방법은
      거의 없을 테니까요.
      그보다는 고속도로를 달릴 때, tire안의 공기의 온도가, 따라서
      압력이 오르는데, 출발전에 어떻게 tire 압력을 유지하는 것이
      더 안전할 것인가가 목적이 되겠습니다.

      (2) tire 안의 공기의 온도는 최초의 공기압이 높으면 높을 수록
      더 빨리 증가합니다. (공기가 온도전달 물질이니 당연하겠습니다)

      (3) HOU/님 말씀대로, 연비 절약보다, 안전이 우선이기 때문에
      tire의 공기압은 언제나 manual을 따라야 하겠습니다.
      (한 여름이나, 고속도로를 달릴 때에, 기준치보다 더 많은
      공기를 넣지말고..)

    • Hou 71.***.72.134

      Sd.seoul님의 말씀도 맞습니다. 그렇다고 제말이 틀린 것도 아니구요.

      (1)주행땐, 발열을 줄여야 합니다가 맞습니다..
      tire를 구성하는 고무 복합체는 주행시, strain을 피할수 없는데
      낮은 공기압은 당연히 더 큰 strain을 유발합니다. fatigue stress의 증가
      와 피 할수 없는 발열로 인해 tire 복합체는 한도가 넘으면 파열 되겠죠.
      그런 면에서 고속 주행시는 공기압을 높이라는 것이 일리가 있다는 걸
      말하는 것뿐입니다. (max. pressure 이상으로 높이라는 말도 아니고,
      평상시 smooth한 ride를 좋아해 좀 공기압을 좀 낮게 다니신다면,
      고속도록 오랜 시간 여행할땐 적어도 매뉴얼을 따라라 이 말인데요.
      왜냐하면, 대분분 차량의 공기압을 점검한다면,
      본의 아니게 매뉴얼에 나오는 적정 공기압 이하일것이니다.
      당연히 공기압 맞추고 한 두달 지다면 공기가 빠지니까…

      고속도로상에 트럭 타이어에서, tread 고무가 떨어져 나간 것을
      보시는 건 발열에 기인한 것으로, 더운 여름 날씨에 하중을 많이 실은
      트럭 타이어는 그 변형 정도가 심하고, 발열로 인해
      타이어 벨트의 접착력을 잃게 되어 tread가
      떨어져 나갑니다.

      (2) Sd.seoul님의
      “tire 안의 공기의 온도는 최초의 공기압이 높으면 높을 수록
      더 빨리 증가”하신 다는 말씀은 하중하에 있는 tire 회전체 전체의
      picture를 생각지 않으시고, 공기압과 열전도 상관관계만을 말씀하고
      계시는 것입니다. 물론 물리학자로서 타이어 내부의 세상만을
      말씀하신다면 지당하신 말씀입니다만,
      하지만 다시 위에 같은 말을 반복하겠습니다.

      타이어 고속 회전시 변형에 의한 stress를 줄이고,
      발열 또한 줄이기 위해선 적정 공기압이 필요합니다.(물론 댓글들과
      질문으로 볼때, 제가 위에 말하는 높은 공기압이란, 시내에서 허용될 정도의
      낮은 공기압 이하보다 높다는 것입니다. 본인 선호도에 따라 몇 psi정도
      먀뉴얼 보다 높은 정도….. 매뉴얼을 따라라 하시면 지금껏 위에 댓글들이
      허무해 질꺼 같습니다. 물론 맞는 말씀이시니까…..ㅎㅎ).그리고
      연비 차이도 많이 나구요.

      tire내 공기압과
      온도의 상관관계만 생각하시고, tire 를 이루는 복합체 material들을
      외면 하신다면, 좀 이상한 결론에 다다를 수도 있습니다.

      (3)tire의 공기압은 manual이 제시하는 나온 적정 공기압 따라는 게
      좋지만, normal driving condition일때니까 언제나 그래야 하는 법은
      없으니, 운전 습관과 개인 취향에 따라 범위내에서 조절하시는 것
      허용되겠지요..
      단지 max. pressure를 넘으면 안되겠습니다. Harsh driving을 유발하고,
      외부 도로상에서 오는 damage에도 약하게 되니까요.

      위에 언급되어 다 아시듯이,
      우리가 말하는 공기압은
      cold temerature일때 측정값입니다. max. pressure도
      물론 cold temperature에서 측정한 값을 기준으로 하구요.

      뭐 다 아시지만,
      고속 주행시는 발열로 인해 공기 분자운동이
      빨라져 타이어 온도가 5 psi 정도 까지 올라갈겁니다.
      이말은, 즉 적정 공기압만을 잘 유지하면, 특별히 고속 주행시에 공기압을
      올리지 않아도 자동적으로 된다는 말이 됩니다. 하지만 고속도로로 장시간
      운전 할때, 특히 짐이나 승차인원이 많을땐 공기압이 적정선 이하로 낮지
      않는지 check-up해 보시는 게 좋겠죠.
      저 개인적으로는 몇일을 고속도로를 주행해 갈때는 적정 공기압보다,
      조금 더 넣습니다. 2-3 psi 정도 더…..

      도로 상태가 않좋은 곳을 가실때 공기압이 너무 높은면 차가 통통 튀는
      데다가, 외부 충격에 tire가 쉽게 damage를 입게 되니, 적정공기압보다
      좀 낮게 하더라도 일리가 있는 말이 되지요. 비오는 날이는 grip성을
      높이기 위해 공기압니 낮으면 더 안전하다는 말도 일리가 있구요.
      간단한 원리를 알면 그저 상식일 뿐이지만 그리 간단한 문제가 아니지요.
      갖다 붙이면 안전을 최고화 시키는 것일수도 있고…..
      그런데 잘못 알면
      더 위험하니, 한가지 적정 공기압만을 적용한다면, 모든 상황에
      안전을 최적화 시키지는 않지만, 중간은 가는 것이지요.
      고속도로에서 공기압을 올려라는 말은 잔꾀(?)를 부려 연비와 안전성을
      높이려는 것인데 충분히 일리가 있습니다.
      이유는 제가 주절주절 설명했듯이……
      고속도로 낮은 공기압은 좀더 위험한데, 또 비가 억수같이 오는 때에는
      낮은 공기압으로 나온게 잘 한 것이 되고요….

      물론 “언제나 매뉴얼을 따라라”도 물론 맞는 말씀이구요.

      위에 말한 원리를 이해하지 못하고, 운전 조건에 따라 무슨 공식같이
      tire 공기압을 바꾼다면 더 큰 위험을 초래하게 되겠지요. 이런 연유로
      공식화 할수 없으니 manual에는 도로 조건, 하중 정도, 속력에 따라
      각기 다른 적정 공기압을 제시 할수 도 없고, 할 필요도 없다고 봅니다.

      쓰고 보니 다 아시는 내용을 길게 썼군요.

      결론으로
      Sd.seoul님이 적적 공기압을 잘 유지 하시면, 고속도로 장거리 여행시도
      특별히 바람을 더 넣으실 필요는 없을거 같습니다.

    • SD.Seoul 66.***.118.78

      앗! Hou/님 이렇게 긴 정성스런 댓글을 주시다니요…

    • Hou 163.***.56.83

      제가 젓가락 타법이라 좀 힘들군요.
      말만 길었지 내용이 참 뻔해 부끄럽사옵니다….