중학교 1학년 (12-13세)

마찰력

Friction

무거운 상자를 바닥에서 밀면 처음에는 꿈쩍도 하지 않는데, 상자와 바닥이 맞닿은 면에서 미는 방향과 반대로 마찰력이 생겨 버티기 때문이에요. 마찰력은 접촉면이 거칠수록, 물체가 바닥을 누르는 힘이 클수록 커지고, 맞닿은 면의 넓이와는 거의 상관이 없어요. 덕분에 미끄러지지 않고 걷거나 브레이크로 차를 세울 수 있고, 반대로 마찰이 방해가 될 때는 윤활유나 바퀴로 줄여요. 미는 힘을 조금씩 키우면 마찰력도 같이 커지며 버티다가 그 바닥이 낼 수 있는 최대 마찰력을 넘는 순간 상자가 움직이고, 바닥을 얼음으로 바꾸면 그 순간이 훨씬 빨리 와요.

미는 힘에 맞서는 마찰력

가한 힘10 N

바닥 종류나무 바닥

💡 마찰력이 버티는 방식

①마찰력은 맞닿은 두 면 사이에서, 물체가 미끄러지려는 방향과 반대로 작용한다.

②상자가 멈춰 있는 동안 마찰력은 미는 힘과 크기가 같다. 미는 힘이 0이면 마찰력도 0이다.

③바닥마다 버틸 수 있는 최대 마찰력이 있다. 그림의 무게 50 N 상자는 얼음 위에서 5 N, 나무 바닥에서 15 N, 거친 콘크리트에서 30 N까지 버틴다.

④미는 힘이 최대 마찰력을 넘으면 상자가 움직이기 시작한다.

마찰력의 크기를 정하는 것

마찰력을 키우는 것

마찰력 ∝ 접촉면의 거칠기 × 누르는 힘

면이 거칠수록, 물체가 무거워 바닥을 세게 누를수록 마찰력이 커진다.

마찰력과 거의 관계없는 것

맞닿은 면의 넓이, 미끄러지는 빠르기

벽돌을 눕혀 밀든 세워 밀든 마찰력은 거의 같다(중학교 수준의 모형).

🔍 마찰력을 키울 때와 줄일 때

①키운다: 타이어와 등산화 바닥의 홈, 계단의 미끄럼 방지 띠, 겨울철 빙판길에 뿌리는 모래.

②줄인다: 기계에 바르는 윤활유, 바퀴와 베어링, 에어하키 판의 공기층.

③빙판길이 위험한 까닭은 얼음과 신발 사이의 최대 마찰력이 아주 작아 조금만 힘을 줘도 미끄러지기 때문이다.

④볼링 레인에 기름을 바르는 것도 공이 덜 끌리고 잘 미끄러지게 하려는 것이다.

마찰력이 꼭 필요한 곳

🌍 마찰력이 없다면

①걸을 때 발이 바닥을 뒤로 밀어도 버텨 주는 힘이 없어 제자리에서 미끄러진다.

②자동차 브레이크 패드가 디스크를 눌러도 바퀴가 멈추지 않는다.

③연필심이 종이에 묻어나지 않아 글씨가 써지지 않는다.

④끈과 끈 사이에 버티는 힘이 없어 매듭이 저절로 풀린다.

시험 포인트 정리

핵심 정리

마찰력: 맞닿은 면에서 미끄러지려는 방향과 반대로 작용하는 힘

거칠기와 누르는 힘이 클수록 커지고, 맞닿은 면의 넓이와는 거의 관계가 없다.

🎯 시험 포인트

①마찰력은 물체가 움직이거나 움직이려는 방향과 반대로 작용한다.

②접촉면이 거칠수록 마찰력이 크다.

③누르는 힘(무게)이 클수록 마찰력이 크다.

④맞닿은 면의 넓이는 마찰력에 거의 영향을 주지 않는다.

⑤줄이는 방법은 윤활유, 바퀴, 베어링이고, 키우는 방법은 홈, 거친 면, 모래 뿌리기다.

예제와 단원평가

예제 1

나무 바닥 위의 상자를 오른쪽으로 밀 때, 마찰력은 어느 방향으로 작용하는가?

마찰력은 상자와 바닥이 맞닿은 면에서, 상자가 미끄러지려는 방향과 반대로 작용한다.

상자는 오른쪽으로 밀리고 있으므로 마찰력은 왼쪽으로 작용한다. 상자가 아직 멈춰 있어도 방향은 같다.

▸ 왼쪽 (미는 방향의 반대)

마찰력의 방향을 정할 때는 물체가 어느 쪽으로 미끄러지려는지 먼저 보면 된다.

예제 2

같은 상자를 거친 콘크리트와 매끄러운 얼음 위에서 밀 때 마찰력이 더 큰 곳은? 또 접촉 면적을 넓히면 마찰력은 어떻게 되나?

마찰력은 접촉면이 거칠수록, 누르는 힘이 클수록 커진다. 같은 상자라면 누르는 힘은 같으니 거칠기만 비교하면 된다.

거친 콘크리트의 마찰력이 얼음보다 크다. 접촉 면적은 마찰력에 거의 영향을 주지 않으므로, 면적을 넓혀도 마찰력은 그대로다.

▸ 거친 콘크리트가 더 큼 / 접촉 면적을 넓혀도 거의 변하지 않음

무게가 같으면 같은 힘이 넓은 면에 나뉘어 실릴 뿐이라서, 면적을 바꿔도 마찰력은 거의 그대로다.

단원평가 유형

마찰력에 대한 설명으로 옳은 것은?

①마찰력은 운동 방향과 같은 방향으로 작용한다

②접촉면이 거칠수록 마찰력이 커진다

③접촉 면적이 넓을수록 마찰력이 커진다

④무거운 물체일수록 마찰력이 작아진다

⑤윤활유를 바르면 마찰력이 커진다

▸ ② 접촉면이 거칠수록 마찰력이 커진다

마찰력은 접촉면이 거칠수록 커지므로 ②가 옳다.

마찰력은 운동 방향의 반대로 작용하고(①), 접촉 면적은 거의 영향이 없으며(③), 누르는 힘이 클수록 커지고(④), 윤활유는 마찰력을 줄인다(⑤).

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힘의 합력과 평형

밀도

마지막 수정 2026-10-17

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