배기가스로 인한 지구 온난화, 유류비와 세금 등 유지비, 협소한 주차공간 등을 고려하면 차는 역시 중소형차가 제격입니다.
자동차 크기에 대한 불편한 진실! 한 번 살펴보겠습니다.당구공과 같이 단단한, 무게 m1, m2인 물체 1, 2가 1은 오른쪽 +방향으로 속도 V1, 2는 -방향 왼쪽으로 속도 V2로 움직여서 탄성 충돌을 하면 정면충돌 후에는 각각 새로운 속도 V1’과 V2’으로 운동하게 됩니다.
그러나 실제 안전 운행 조건에서는 전혀 그렇지가 않습니다.
물리학 법칙인 충돌 전후의 운동량 보존법칙과 에너지 보존법칙을 적용하여 풀면 탄성 충돌 후 속도 V1’과 V2’을 구할 수 있습니다.
조금 복잡하니 간단하게 두 물체의 충돌 전 속도가 Vo로 동일하고 m1이 m2의 2배라고 가정하면 V1’은 왼쪽인 –방향에 1/3로 감속되며 V2’는 +방향에 충돌 전 속도의 5/3배로 증가합니다.
각 물체의 속도 변화 충돌 후 속도- 충돌전 속도를 계산하면 놀랍게도 가벼운 물체의 속도 변화가 무거운 물체의 2배가 됩니다.
그러나 차량 충돌 시에는 탄성충돌이 아니며 운동에너지의 상당 부분이 충격에너지로 전환되어 차량이 찌그러지고 파손됩니다.
차량의 크기 특성을 살펴보면 크기가 작은 차량일수록 무게가 가볍고 엔진 출력이 낮습니다. 차체의 강판 두께가 상대적으로 얇고 그 비율도 적습니다.
그리고 차량의 크기가 작아 크럼플 존이 좁습니다.
그러나 운전자와 승객의 생존 공간인 세이프티 케이지(Safety Cage) 영역까지 절대로 치고 들어와서는 안되며 반드시 보호되어야 합니다.
크럼플 존 (Crumple Zone)은 충돌 시 꺾이고 찌그러지면서 충격을 완화하는 엔진룸, 트렁크와 같은 부위를 말합니다.
동일한 무게의 자동차가 시속 50km의 속도로 충돌 후 두 차량은 동등하게 크럼플 존이 찌그러지고 부서진 후 멈추는데 양쪽 운전자 모두 시속 50km가 0이 되는 속도 변화에 의한 충격을 동일하게 받습니다. (아래 첫 번째 그림 참조)
그러나 한쪽이 무거운 차량일 경우에는 충돌 후 가벼운 차량이 뒤쪽으로 더 밀리면서 운전자는 상대적으로 더 큰 속도 변화를 겪게 되고 그에 따른 더 큰 충격을 받게 됩니다.
(위 두 번째 그림 참조) 앞에서 물리 공식으로도 확인한 사항과도 일치합니다.
크럼플 존이 충분히 길어서 충격을 흡수하면서도 세이프티 케이지는 보호가 되어야 충돌 시 내부 승객이 안전한데 차량 간의 충돌이든 단독 충돌이든 크기가 작은 차는 차체 강성이 낮고 크럼플 존이 좁아 충돌 완화 효과가 떨어지며 승객의 안전공간인 세이프티 케이지까지 찌그러져 운전자나 승객을 보호하기 어려운 것입니다.
IIHS(Insurance Institute for Highway Safety)의 인터넷 사이트(https://www.iihs.org/ratings)에서 보유 차량이나 구입할 차량의 안전등급을 확인해 보시기 바랍니다.
자동차 사고는 언제 어디서든지 발생할 수 있고 또 나만 조심한다고 예방되는 것도 아닙니다. 안전을 위해서는 적정 수준 이상의 무게와 크기의 차량을 타야만 하는 불편한 진실이었습니다.
