주제별 상식
먼저 풀어보고, 궁금했던 내용을 읽어보세요.
이 주제 5문제 도전 ↗뒷바퀴에는 프리휠이라는 장치가 있습니다. 페달을 밟을 때는 힘을 바퀴로 전달하지만, 페달을 멈추고 바퀴만 계속 돌 때는 둘의 회전을 분리해 줍니다. 덕분에 발을 쉬면서도 자전거가 앞으로 굴러갈 수 있어요. 다만 모든 자전거가 이런 것은 아닙니다. 고정기어 자전거는 바퀴가 돌면 페달도 함께 돌아갑니다.
이렇게 빛을 광원 쪽으로 되돌리는 성질을 재귀반사라고 합니다. 자동차 운전자는 전조등과 가까운 위치에 있어서, 되돌아온 빛을 받아 반사판이 특히 밝게 보이는 거예요. 반사판이 스스로 빛을 만들거나 낮의 빛을 저장했다가 켜는 것은 아닙니다. 빛을 보내온 쪽으로 잘 돌려주는 구조가 핵심이죠.
가느다란 바퀴살은 팽팽하게 당겨진 상태로 조립됩니다. 여러 바퀴살의 당기는 힘이 바퀴의 중심과 테두리를 연결해 둥근 형태를 유지하죠. 가는 기둥들이 아래에서 눌리며 버티는 구조로만 생각하면 오해하기 쉽습니다. 바퀴살 하나가 느슨해지면 바퀴가 좌우로 흔들릴 수 있는 것도, 힘의 균형이 달라지기 때문이에요.
펌프 손잡이를 누르면 공기를 작은 공간으로 밀어 넣는 데 힘이 듭니다. 이때 공기에 가한 일이 내부 에너지를 높이고, 열이 빠져나갈 시간이 거의 없다면 온도가 올라가요. 펌프가 따뜻해지는 데에는 마찰뿐 아니라 이런 압축도 기여합니다. 손으로 가한 힘이 공기를 데우는 데 쓰이는 셈이죠.
미끄러지지 않고 구르는 바퀴에서는, 가장 아래쪽 지점이 회전에 의해 뒤로 움직이려는 효과와 자전거 전체가 앞으로 가는 효과가 서로 상쇄됩니다. 그래서 지면에 닿는 바로 그 지점은 순간적으로 멈춰 있어요. 바퀴 전체가 멈췄다는 뜻은 아닙니다. 곧바로 타이어의 다른 지점이 땅에 닿으며 계속 굴러가죠.