[펌] 가속에 영향을 미치는 마력....마력에 영향을 미치는 토크

 

뉴튼 할아버지의 법칙

F = ma

아시죠?

a가 가속도 이지요. a가 높으면 가속이 빠르단 얘기입니다.

차의 질량 m은 일정하니 차를 뒤에서 미는 '힘' 이 곧 가속도와 정비례합니다. 결국 힘에 관련된 성분을 찾으면 가속에 관련된 성분을 찾게 되는 것이죠.

이것을 찾기 전에 먼저 마력을 살펴보겠습니다. 잠시 고등학교로 돌아가보겠습니다.

hp = J/t

에서 시작합니다. 곧 마력은 단위시간당 일의 양입니다.

hp = J/t = (F*s)/t = F*(s/t) = F*v

J는 일

t는 시간

F는 힘

s는 이동거리

v 는 속도 일때,

결국 마력은 힘 * 속도 가 됩니다. (J = F*s 이니까)

hp = F * v

한가지 중요하게 여길 점이 있는데,

F = ma 의 F와

hp = F * v 에서의 F는 조금 다릅니다.

F=ma 의 F는 엔진의힘과 맞바람의힘이 상쇄되어 차량에 결국 작용하고 있는 힘을 의미하고,

hp = F * v 에서의 F는 현재 엔진이 내고 있는 힘을 의미하고 있습니다.

두 힘의 의미가 서로 달라서 재밌는 현상이 일어나는데요,

속도가 작으면 맞바람도 작지요, 따라서 엔진의힘이 곧 차량가속에 작용하는 힘이 됩니다.

반면, 속도가 크면 맞바람의 힘이 커지기 때문에 (맞바람의 힘은 속력의 제곱으로 커집니다.) 엔진이 내는힘이 맞바람과 상쇠되어 결국 차량가속이 줄게됩니다. (엔진은 큰 힘을 내고있는데도!)

두 차량 A, B가 각각 최고속 200km/h, 300km/h 까지 도달했다고 쳐봅시다.

두 차량의 속도는 최고속에서 변함이 없습니다. 가속도가 0 이지요. 왜냐하면 엔진이 내고있는 힘과 바람이 막고있는 힘이 상쇄되어 차량에 결국 작용하는 힘이 0 라서 그렇죠.

반면, 두 차량의 엔진이 내고 있는 힘은 B차량의 훨씬 큽니다. 바람의 힘이 훨씬 크기때문에 상쇄되어 0 을 만드려면 그만큼 더 큰 힘을 내고 있어야 하니까요.

결국 B차량의 엔진이 내고있는 힘도 크고, B차량의 속도도 크므로 B차량의 마력이 훨씬 높습니다.

이런 점을 미루어 마력의 결론을 내본다면,

마력은 낮은 속도에서는 차량가속에 높은 영향을 미치고 높은 속도에서는 최고속에 영향을 미친다.

그럼 토크는 뭐시기냐....토크 그 딴거 필요없이 마력만 보면 그 차의 가속력을 알 수 있다?

잘 알고 계시듯이

마력 = 토크 * RPM

이지요.

그런데 여기서 토크와 RPM의 관계를 다시 살펴보면,

토크는 회전힘, RPM은 회전속도

F = ma와 비슷하게도

토크 = m' * 회전가속도 의 관계에 있습니다.

결국 토크가 크면 회전가속도가 커서 RPM증가 속도가 크단 말이죠.

그럼 다시 마력, 토크 관계에서 토크는 마력의 증가 속도를 결정짓는 것이 되는 겁니다.

이로써 토크의 결론을 내린다면, '낮은속도의 차량의 가속도를 결정짓는 마력'을 결정 짓는 요소로 볼 수 있습니다.

이처럼 차량의 가속도와 최고속도는 토크, 마력, 기어비, 맞바람, 마찰력, 중량 또한 현재속도 등 여려 요인이 물고 물려있어서 어느

하나로 결정 지을 수는 없습니다. 하지만 여러 요소들을 가정을 통해 없애 나가면서 대략의 관계를 살필 수는 있지요.