편경사(편구배) 계산기 — 곡선부 단순 균형
속도와 곡선반경으로, 가정한 횡방향 마찰계수에서 필요한 편경사율을 구하거나 주어진 편경사에서 필요한 마찰계수를 구합니다. 미터법과 야드파운드법 지원.
단순 균형식 e + f ≈ v²/(gR)이며 g = 9.80665 m/s²입니다. e는 높이차/수평거리의 비이지 도(°) 단위가 아닙니다. 부호 있는 필요값은 타이어가 실제로 낼 수 있는 접지력이나 안전속도를 판정한 것이 아닙니다. 편경사율이나 마찰계수가 크면 작은 값 근사의 범위를 벗어납니다.
관할 기관의 최대 편경사율, 속도별 설계 마찰계수, 완화구간 길이, 배수, 시거 기준은 적용하지 않았습니다.
원형 경로를 따라 달리는 차량에 대해 곡선부 편경사와 횡방향 마찰 요구량 사이의 단순 균형을 살펴봅니다. 가정한 마찰 기여분으로부터 편경사율을 구하거나, 이미 있는 편경사에서 필요한 부호 있는 마찰계수를 계산할 수 있습니다.
사용 방법
- 구할 값이 편경사율인지 횡방향 마찰 요구량인지 고릅니다.
- 속도와 경로 반경을 단위와 함께 입력합니다.
- 알고 있는 부호 있는 편경사율(%) 또는 가정한 마찰계수를 입력합니다.
- 결과를 단순 균형으로 해석하고, 제안하는 설계는 해당 기준과 따로 비교합니다.
계산식
e + f ≈ v² / (gR); e = 편경사율(%) / 100
속도는 m/s로, 반경은 미터로 환산하고 g = 9.80665 m/s²를 사용합니다. 곡선 중심 쪽으로 향하는 기여분을 양수로 봅니다. 도로 설계식에는 mph와 피트용 15처럼 반올림한 환산상수를 쓰는 경우가 많아 약간의 차이가 생길 수 있습니다. 이것은 작은 값 근사이며, 임의의 경사각에서 성립하는 완전한 힘의 균형식이 아닙니다.
예시
72 km/h로 반경 200 m인 곡선을 달리면 속도는 20 m/s, 구심가속도는 2 m/s²입니다. 안쪽을 향하는 마찰계수를 0.10으로 가정하면 e = 2 / 9.80665 − 0.10이므로 편경사율은 약 10.394324%입니다. 이는 산술 결과일 뿐 선택된 설계값이 아닙니다.
자주 묻는 질문
필요한 마찰계수가 음수가 될 수 있는 이유는 무엇인가요?
양의 편경사가 있는 곡선을 낮은 속도로 달리면, 안쪽으로 작용하는 편경사 기여분과 균형을 이루기 위해 마찰이 바깥쪽으로 작용해야 할 수 있습니다. 부호는 방향을 나타냅니다.
마찰 입력값이 측정한 타이어 마찰계수인가요?
이 단순 모델에서는 부호 있는 기여분입니다. 도로 설계의 마찰 기준은 승차감과 운행 조건도 고려하며, 타이어가 낼 수 있는 실제 접지력은 별개의 문제입니다.
이것으로 안전속도를 정하거나 도로를 승인할 수 있나요?
아닙니다. 전복, 배수, 완화구간, 노면 상태, 시거, 관할 기관의 한계를 검토하지 않습니다. 이들은 전체 설계 검토가 필요합니다.
출처
계획용 참고 추정치입니다. 설계·안전 점검이나 법규 준수 확인을 대신하지 않으므로, 실제 작업 전에는 관련 법규를 따르고 전문가나 담당 기관에 꼭 확인하세요. 계산기 검증 방식 · 면책 고지 전문
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