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시청시각 :오후 9시 8분
내용(12줄 이상) :자전거를 킥스탠드 없이 두면 바로 쓰러질 것이다. 하지만 페달을 밟아 바퀴를 굴리면 균형을 잡으며 앞으로 나아갈 수 있고 이때 자전거가 균형을 잡는 법은 손바닥 위에 막대를 세우고 넘어지지 않게 유지하는 법과 유사하다. 균형을 잡는 방법과 별개로 경사진 언덕에서 사람이 탑승하지 않은 자전거를 밀면 완벽하지는 않지만 자기 안정성을 보이며 스스로 균형을 잡아 자전거가 이동하려고 하고 즉 자전거가 스스로 균형을 잡는 것은 사람의 조향 여부와는 별개로 다른 원리가 존재한다는 것을 의미한다. 1899년 프렌시스 위플의 논문에서 강체 동역학 방정식을 이용하여 자전거가 자기 안정성을 가진다는 것을 이론적으로 설명했지만 아쉬운 점은 자기 안정성을 가지는 근본적인 이유는 설명하지 못했다는 점이다. 그리고 이와 관련된 내용은 1920년 출간된 클라인과 조머펠트의 '자이로 이론에 대해' 라는 책에 나오고 그들은 위플 자전거 모델에서 자이로스코프 효과가 발생하고 이로써 자기 안정성이 생긴다는 것을 수학적으로 증명했다. 자전거 바퀴가 충분한 각 운동량 효과를 지녔을 때 넘어지지 않는다는 것을 수학적으로 증명하였지만 그들의 이론속에서 부호를 잘못사용한 것이 발견되어 신빙성이 떨어진다. 이후 캐스터 효과가 자기 안정성에 중요한 역할을 한다는 것을 1990년 데이비드 존스가 주장하였는데 이때 캐스터란 자전거 앞바퀴를 보았을 때 핸들축 연장선이 지면과 만나는 지점이 존재하고 바퀴가 지면에 닿는 지점이 존재할 때 둘 사이의 부분을 캐스터 라고 한다. 캐스터가 자기직진성을 부여하여 바퀴가 핸들축이 움직이는 방향으로 정렬된다는 것인데 이는 자전거가 정지한 상활이때만을 고려했기에 자전거가 움직일 때의 상황은 설명이 불가하다. 그리고 이런 상황속 2011년 Science 지에 캐스터 효과와 자이로스코프 효과를 없애고 하중 분포만을 지닌 자전거를 제작하였는데 재미있게도 이 자전거를 밀었을 때 스스로 균형을 잡는 모습을 볼 수 있었다. 그리고 이는 하중 분포가 자기 안정성을 지니기 위해서 중요하다는 것을 나타냈다. 이렇게 균형에 관한 여러가지 이론이 존재하지만 아직까지 확실한 답은 찾지 못하였다.
느낀점(12줄 이상) : 나는 평소에도 자전거를 자주 이용하는 편인데 자전거를 타는 법만 알았지 자전거를 타면서도 균형을 어떻게 잡는지는 알지 못하였다. 하지만 오늘 자전거의 균형에 관한 다큐를 시청하였고 다큐에 나오는 여러가지 균형에 관한 이론들을 보며 궁금증을 완전히 해결하고 싶었지만 아직까지 자전거가 균형을 잡는 방법에 대해 확실한 답이 없어 다큐를 전부 시청하고 나서도 찝찝한 부분이 있었던 것 같다. 다큐를 시청하던 중에 자이로스코프 효과라는 것이 나왔는데 이에 대해 인터넷에 찾아보았고 자이로스코프 효과란 회전하는 바퀴가 동일한 방향으로 회전하려는 성질임을 알 수 있었고 각 운동량 보존법칙 때문에 회전축 방향이 바뀌지 않아 자전거가 계속 서있는 상태를 유지한다는 것을 알 수 있었다. 이렇게 자전거에 균형에 관하여 자이로스코프 효과, 캐스터 효과 등 여러가지 이론이 존재하지만 정확한 답을 찾을 수 없다는게 굉장히 아쉽다. 만약 자전거가 중심을 잡는 방법에 대해 정확한 답을 내놓을 수 있는 날이 온다면 그때는 스스로 균형을 잡을 수 있는 자전거를 만들 수 있게 되고 앞으로 자전거를 타다 넘어져 다치는 일은 더 이상 생기지 않게 될 것이고 이 기술은 자전거 사고를 단숨에 줄여줄 수 있는 요소가 된다. 또한 이 기술을 활용하여 다양한 혁신적인 기술과 제품들도 개발할 수 있다고 한다. 고작 자전거가 균형을 잡는 방법 하나로 굉장히 많은 기술들이 개발되고 또 이득이 생길 수 있기 때문에 이에 대한 답이 하루빨리 나왔으면 좋겠다. 그리고 자이로스코프 효과, 캐스터 효과 같은 자전거 균형에 관한 다른 몇 가지 이론이 존재한다고 했는데 기회가 된다면 이 이론에 대해 알아보고 싶다.