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우선 ‘자동차’라는 말부터 살펴볼까요? 자동차에서 ‘자동’의 뜻은 ‘스스로 움직이는 것’을 말합니다. 그런데, 움직인다는 것은 어떤 장소에서 다른 장소로 위치를 바꾸는 것이고, 이렇게 위치를 바꾸는 데에는 ‘힘’(정확하게는 에너지)이 필요합니다. 따라서, 자동차란 ‘자기가 움직이는 데에 필요한 힘을 만들어내서, 자기 힘으로 움직이는 차’라고 할 수 있겠습니다.
움직이는 데에 필요한 힘을 ‘동력’이라고 하는데, 자동차는 어떻게 동력을 만들어내는지부터 설명합니다.
아침에 일어나서 학교에 가고, 방과 후에 운동장에서 축구시합을 하고, 친구들과 만나서 즐거운 시간도 보내고, 피아노학원에 가서 피아노 건반을 두들기고, 지금과 같이 컴퓨터 앞에 앉아서 마우스를 여기 저기로 움직이는 등, 여러분이 하는 모든 행동들은,여러분들이 먹은 음식물로부터 얻은 에너지를 사용하여 하고 있습니다. 즉, 여러분이 움직이는 데에 필요한 힘을 만들어내는 재료는 여러분이 먹은 음식물입니다. 자동차도 움직이는 데에 필요한 힘을 만들기 위해서는 무엇인가를 먹어야 합니다. 아빠나 엄마가 운전하고 가시다가 ‘주유소’에 가서 ‘휘발유’를 차에 넣는 것을 보았을 것입니다. 바로 이 휘발유가 자동차가 먹는 음식입니다.
자동차가 먹을 수 있는 음식을 ‘연료’라고 하는데, 연료에는 휘발유 외에도 경유와 LPG가 있습니다. 자동차는 이 연료를 재료로 해서, 움직이는 데에 필요한 동력을 만들어 냅니다. 주의 할 점은 자동차에 사용하는 연료는 차에 따라 정해져 있습니다. 휘발유만 사용하도록 정해진 차는 휘발유만을 연료로 사용해야지 경유를 사용하면 안됩니다.
자동차에 연료를 넣으면, 연료는 연료탱크에 저장되었다가 ‘엔진’까지 이동되는데, 바로 이 엔진에서 연료를 태워서, 자동차를 움직이게 하는 힘을 만들어 냅니다. 엔진은 연료를 태울 때 얻을 수 있는 높은 온도와 압력을 자동차를 움직이게 하는 힘으로 바꾸는 장치입니다. 엔진이라는 말은 우리말이 아니고 영어말인데, 우리말로는 한자를 써서 ‘기관’이라고도 합니다. 연료를 태우기 위해서는 공기가 필요하므로, 엔진에는 공기를 받아 들이는 공기통로가 있습니다. 물론, 연료가 다 타고 남은 가스덩어리가 빠져 나가는 통로도 만들어져 있습니다.
엔진에서 연료를 태우는 곳을 ‘연소실’이라고 합니다. 연소실에서 연료를 공기와 적당히 혼합하여 태우면, 연소실은 매우 높은 온도와 압력을 가지는 가스덩어리로 가득차게 됩니다. 여러분이 일상생활에서 경험하거나 영화 등을 통해 본 불은, 연료를 태울 때에 주위를 막아 놓지 않았기 때문에 단지 온도만 올라가고 압력은 변하지 않으나, 엔진의 연소실은 사방이 막혀 있기 때문에, 연소실을 가득 채운 가스덩어리는 높은 온도 뿐만 아니라 높은 압력도 가지고 있습니다. 이 가스덩어리는 압력이 높기 때문에 연소실을 둘러 싸고 있는 벽들을 밀어내게 되고 , 엔진은 몇 가지의 부품을 통하여, 이렇게 밀어내는 힘을 회전운동을 하는 힘으로 바꾸어 줍니다. 이 회전운동을 하는 힘이 바퀴를 돌려서 자동차는 움직이게 됩니다.
자동차가 빨리 달리려면, 엔진에서 만들어지는 힘이 바퀴를 빨리 회전시켜야 하므로 더 많은 힘이 필요합니다. 힘든 일을 하려면 든든하게 먹어야 하듯이, 엔진에서 더 많은 힘을 내려면 연료를 더 많이 공급해줘야 합니다. 앞에서도 말했듯이 연료를 태우기 위해서는 적당한 양의 공기가 필요하므로, 더 많은 연료를 태우려면, 더 많은 공기를 엔진에 넣어줘야 합니다. 아빠나 엄마가 운전하실 때, 자동차를 빨리 가게 하기 위해서 오른발로 페달을 밟는 것을 보았을 것입니다. 그 페달을 깊숙이 밟을수록 더 많은 공기가 엔진으로 들어 갑니다. 이 페달을 액셀레이터페달이라고 합니다.
그러면 자동차를 멈추게 하거나 더 느리게 가게 하기 위해서는 어떻게 할까요? 달리고 있는 속도보다 더 느리게 가게 하고 싶을 때에는, 밟고 있는 액셀레이터페달에서 발을 떼놓으면 자동차의 속도는 서서히 줄어듭니다. 더더욱 느리게 가게 하고 싶거나, 급하게 자동차를 멈추게 하고 싶을 때에는, 앞서 말한 액셀레이터페달의 왼쪽에 있는 브레이크페달을 밟으면 됩니다. 브레이크페달을 밟으면, 여기에 연결되어 있는 부품들이 돌고있는 바퀴를 돌지 못하게 붙잡아 자동차를 멈추게 하거나 천천히 가게 합니다. |
