브레이크를 밟으면 자동차가 멈추는 원리 알려주세요.
안녕하세요.
자동차 주행중 브레이크를 밟으면 그 무거운 자동차가 잠시후 멈추게 되는데요.
어떻게 이렇게 무거운 차를 단시간에 멈추게 할 수있는건가요?
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.자동차의 브레이크는 일반적으로 디스크 브레이크 또는 드럼 브레이크로 구성됩니다. 브레이크 페달을 밟으면, 브레이크 플루이드가 브레이크 마스터 실린더에서 압축됩니다. 이러한 압축으로 인해 플루이드는 브레이크 마스터 실린더의 플루이드 챔버에서 압력이 증가하고, 브레이크 라인을 통해 브레이크 캘리퍼와 브레이크 실린더로 전달됩니다.
드럼 브레이크의 경우, 브레이크 실린더의 압력이 드럼 브레이크 내부에 있는 브레이크 쇼에 전달되어 회전하는 드럼을 브레이크합니다. 디스크 브레이크의 경우, 브레이크 캘리퍼에 전달된 압력은 브레이크 패드를 브레이크 디스크에 가압하여 회전하는 디스크를 멈춥니다.
브레이크가 작동하면, 자동차의 운동 에너지가 마찰열로 변환됩니다. 마찰열로 인해 브레이크 패드나 브레이크 쇼와 디스크 또는 드럼, 그리고 타이어와 도로 사이에서 마찰이 발생합니다. 이 마찰은 자동차의 운동을 멈추게 하여 정지하는 데 도움을 줍니다.
정지되면 브레이크 페달을 놓으면 브레이크 마스터 실린더의 압력이 릴리스되어 브레이크 라인에서 압력이 제거됩니다. 이렇게 되면 브레이크 실린더와 브레이크 캘리퍼 또는 브레이크 쇼 간의 압력 차이가 줄어들어 브레이크 패드나 브레이크 쇼가 디스크나 드럼에서 분리됩니다. 이제 자동차는 다시 움직일 수 있습니다
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
자동차가 주행 중일 때, 주행에 사용된 에너지는 움직이는 차량의 질량과 속도에 비례합니다. 따라서, 브레이크를 밟으면서 차량의 속도를 감속시키기 위해서는 에너지를 어떻게든 낭비하거나 소모시켜야 합니다.
주로 사용되는 방법은 마찰력입니다. 브레이크 패드와 디스크 또는 드럼이 마찰하면서 열이 발생하고, 이 열은 차량 운행에 사용된 에너지를 흡수하면서 차량을 감속시킵니다. 이 때, 차량이 무거울수록 브레이크에 사용되는 마찰력도 더 많이 필요하며, 따라서 차량의 브레이크 시스템은 차량의 무게와 속도에 맞게 설계되어 있습니다.
브레이크 시스템의 중요한 부품인 브레이크 패드는 일반적으로 마찰계수가 높은 재질로 만들어지며, 디스크 또는 드럼과 마찰하면서 열을 발생시킵니다. 이렇게 발생한 열은 차량 운행에 사용된 운동 에너지를 흡수하면서 차량을 감속시키는데 사용됩니다. 또한, 브레이크 시스템의 성능을 높이기 위해 ABS(안티락 브레이크 시스템)와 같은 고급 기술도 사용됩니다.
자동차 브레이크를 밟으면 브레이크 패드가 바퀴 디스크 또는 드럼을 마찰시켜 속도를 감속시키고, 이를 통해 키네틱 에너지를 열에너지로 바꾸어 차량을 멈추게 됩니다. 이 과정에서 열이 발생하여 브레이크 패드와 디스크 또는 드럼이 마모됩니다. 또한, 자동차의 브레이크 시스템은 여러 부품들로 이루어져 있으며, 이들이 원활하게 작동해야만 차량을 안전하게 멈출 수 있습니다.
자동차의 브레이크 시스템은 전력 시스템에서 받은 전기 신호로 브레이크 패드를 움직여서 바퀴를 정지시키는 원리로 작동합니다.
일반적으로 자동차 브레이크 시스템은 디스크 브레이크와 드럼 브레이크 두 가지 유형이 있습니다. 디스크 브레이크 시스템은 브레이크 패드가 회전하는 디스크를 눌러서 바퀴를 정지시키는 방식으로 작동하고, 드럼 브레이크 시스템은 브레이크 패드가 회전하지 않는 드럼을 눌러서 바퀴를 정지시키는 방식으로 작동합니다.
브레이크 패드가 회전하는 부품(디스크 브레이크)이나 회전하지 않는 부품(드럼 브레이크)을 움직이는 브레이크 페달을 밟으면 브레이크 액체가 브레이크 마스터 실린더에서 브레이크 캘리퍼나 브레이크 실린더로 이동합니다. 이 과정에서 브레이크 액체는 압력이 증가하여 브레이크 패드를 움직입니다.
이렇게 브레이크 패드가 움직여서 바퀴가 멈추게 되는데, 이는 마찰력으로 인해 발생하는 것입니다. 브레이크 패드와 디스크(또는 드럼) 사이에서 마찰력이 발생하면서 회전하는 바퀴가 멈추게 됩니다. 이렇게해서 자동차를 빠르게 멈출 수 있는 것입니다.