d라이브러리

선선한 밤, 꿀록 탐정과 개코 조수는 졸린 눈을 비비며 할로윈 장식으로 잔뜩 꾸며진 커다란 차고 앞에 도착했어요.
“하~암. 안녕하세요, 차밍 왕자님. 갑자기 한밤중에 무슨 일이시죠?”
꿀록이 묻자, 차밍 왕자가 반가운 얼굴로 인사했습니다.
“오셨군요! 늦은 시간에 정말 죄송합니다. 하지만 제 사랑 신데렐라 몰래 부탁드리고 싶은 일이 있어서요….”

동화마을에 무슨 일이?

호박 마차를 타고 F1에 출전한다?!

“올해도 요정들이 주최한 F1(Fairy Tale 1) 자동차 경주 대회에서 동화 나라 최고의 드라이버들이 겨루는 건 알고 계시죠?”
차밍 왕자가 설명을 시작했어요.
“그럼요. 작년에 용궁에서 온 거북이가 짜릿한 역전승을 보여줬잖아요!”
개코가 신이 나서 대답했지요.
“신데렐라도 F1의 열렬한 팬이거든요. 최근 들어서 본인이 직접 참가하고 싶다고 했지만, 제가 위험하다고 그동안 계속 말렸어요.”
차밍 왕자는 한숨을 작게 쉬고는 말을 이었습니다.
“하지만 작년 경기를 지켜보며 아쉬워하는 그녀를 보고 마음을 바꿨습니다. 그래서 보시다시피 호박 마차를 개조해 경기에 출전할 레이싱 카를 만들고 있고요. F1은 참가팀에서 직접 차량을 만들어야 하거든요.”
“이걸 직접 만드셨다니, 정말 대단해요!”
꿀록은 차밍 왕자 옆에 있는 날렵한 주황색 레이싱 카를 보고 소리쳤어요.
“자동차 성능에는 자신 있지만, 신데렐라가 혹시나 다치진 않을지 너무 걱정됩니다. 전 그녀가 다치는 모습을 원치 않아요. 어떻게 하면 좋을까요?”
차밍 왕자가 울상을 짓자, 꿀록은 잠시 고민하다가 말했습니다.
“호박 마차에 에어백을 설치하면 어떨까요?”

통합과학
개념 이해하기

충격을 흡수하는 에어백의 원리는?

달리는 자동차가 어딘가에 부딪혀 갑작스럽게 멈추면, 자동차와 같은 속도로 움직이던 운전자와 승객들은 관성에 의해 몸이 앞으로 급격히 쏠려 튀어 나가요. 관성은 어떤 물체가 원래의 움직임을 유지하려는 성질입니다. 이때 탑승자들이 자동차 내부나 창문, 또는 다른 사람과 빠른 속도로 부딪혀 크게 다치는 걸 막기 위해 충격을 흡수하는 장치가 바로 에어백입니다. 안전띠가 1차로 몸을 붙잡아 준 뒤, 풍선처럼 생긴 에어백이 치명적인 충돌로부터 사람들을 지켜주지요.

에어백은 평소에 자동차 운전대, 창문 사이 등에 접혀 있어 우리 눈에 띄지 않아요. 그러다가 사고가 나면 엄청나게 빠른 속도로 부풀죠. 자동차의 속도나 방향 등이 급격히 변해 자동차 앞부분에 들어 있는 충돌 센서가 작동하면, 충돌 센서에서 보낸 전기 신호가 점화기로 전달되어 불꽃을 일으킵니다. 점화기의 불꽃이 화약에 불을 붙이면 폭발적으로 발생한 기체가 시속 약 300km로 분사되며 에어백을 펼치는 거예요. 충돌하는 순간부터 에어백이 펼쳐지기까지의 모든 과정은 0.05초 안에 순간적으로 일어납니다. 그래서 사람이 다른 물체와 충돌하기 전에 에어백이 사이에 펼쳐져 충격을 흡수할 수 있는 거죠.

에어백이 충격을 흡수하는 원리는 무엇일까요? 에어백은 충돌 시간을 늘려서 사람이 받는 힘을 줄입니다. 똑같은 물체가 같은 속도로 충돌하더라도 충돌하는 시간이 길어지면 충돌로 받는 힘인 충격력이 낮아지거든요. 달걀을 딱딱한 바닥에 떨어뜨리면 깨지지만, 푹신한 베개 위에 떨어뜨리면 깨지지 않는 것과 같은 이유예요. 일반적인 자동차 앞뒤에 있는 범퍼도 충격을 받으면 찌그러지면서 에어백처럼 충돌 시간을 늘리는 역할을 해요. 그럼 자동차에 탄 사람이 받는 충격력이 줄어 덜 다치게 할 수 있지요.

통합과학 넓히기

드라이버의 생명을 지키는 장치, 헤일로

지난 7월 4일, 영국 실버스톤 서킷에서 열린 포뮬러 1 그랑프리(F1) 자동차 경주에서 아찔한 사고가 일어났습니다. 경기를 시작한 직후 중국의 드라이버 저우관위 선수가 몰던 자동차가 다른 선수의 차량과 부딪혀 중심을 잃었고, 뒤집힌 채 미끄러지다 관중석 아래쪽 펜스와 충돌한 거예요. 자동차가 완전히 부서질 정도로 큰 충돌이었지만, 다행히 저우관위 선수는 다친 곳 없이 무사했습니다. 이후 저우관위 선수는 자신의 소셜 미디어에 “헤일로가 날 구했다”고 밝혔어요.

헤일로는 레이싱 카의 조종석인 콕핏 위에 있는 안전장치를 말합니다. 천사의 머리 위에서 빛나는 고리 ‘헤일로(halo)’에서 이름을 땄죠. 헤일로는 단단하면서도 가벼운 금속인 티타늄으로 만들어져 강한 충격에도 부서지지 않아요. 헤일로는 구부러진 Y자 형태로 드라이버의 시야를 최소한으로 가리면서 머리를 둘러싸고 있는데, 12t(톤)가량의 무게를 지탱할 수 있을 정도입니다. 헤일로는 날아오는 물체를 막고, 충돌이 발생했을 때 드라이버의 머리를 지켜주도록 설계됐죠.

F1 경주에서는 모든 자동차가 시속 300km 이상의 빠른 속도로 달리기에 사고가 발생하면 인명 사고로 이어질 가능성이 커요. 1950년 F1이 처음 개최된 후 지금까지 목숨을 잃은 드라이버는 무려 34명입니다. 2014년 일본에서 열린 F1에서 인명 사고가 발생한 뒤, F1을 주최하는 국제자동차연맹(FIA)은 드라이버를 지키기 위해 2018년부터 모든 차량에 의무적으로 헤일로를 설치하도록 했어요. 이후 헤일로는 수많은 사고에서 드라이버들의 생명을 지키고 있답니다.

에필로그

“호박 마차의 신데렐라, 마지막 바퀴에서 과감한 추월! 믿을 수가 없습니다! 신인 드라이버, 신데렐라가 신기록으로 우승을 차지합니다!”
주황색 자동차가 결승선을 통과하는 순간, 경기장에 엄청난 환호성이 쏟아졌습니다. 곧이어 신데렐라의 우승 인터뷰가 진행됐어요.
“F1은 드라이버와 엔지니어가 호흡을 맞추는 모터스포츠 대회입니다. 오늘, 이 기쁨은 저를 아끼고 응원해준 엔지니어 차밍 왕자와 나누고 싶습니다. 사랑해요♥”