문틀에 단단히 고정된 창문에 공을 던지니 충격 흡수 못하고 ‘쩌억’.

야심 차게 준비한 테슬라의 신형 픽업트럭 ‘사이버트럭’(Cybertruck) 유리창이이 성능 시연 도중 두 차례 깨졌다. 그러나, 일론 머스크가 가진 사이버트럭 성공에 대한 확신은 견고해 보였다.

사이버 트럭 유리의 견고함을 보여주고자 야구공 크기의 금속공을 떨어트리고 던진 실험에서 상반된 결과가 나왔다. 테슬라 유리는 왜 던진 공에는 깨졌으나, 낙하된 공으로는 기스 하나 없었을까? 이를 이해하기 위해서는 물리학이 필요하다.


◆무엇이 잘못 되었을까?

두 창의 주요 차이점은 설치대(마운팅)이었다. 떨어뜨린 공이 있는 시험 창문은 죔쇠(클램프)에 의해 제자리에 고정됐다. 이 죔쇠는 충격을 강하게 받으면 구부러질 수도 있다. 충돌 시 시험 유리가 약간 움직일 수 있다. 반면, 트럭 창문은 움직이지 못하게 문틀에 의해 제자리에 고정되어 있었다.

두 경우 모두 공은 거의 같은 속도로 이동하며, 공은 유리 로부터 공에 가해지는 힘에 의해 정지된다. 트럭 창의 경우, 정지 거리가 죔쇠에 고정된 유리보다 더 짧다.

힘과 거리를 다루고 있기 때문에 작업 에너지 원리를 이용하여 유리에 의해 이루어지는 작업을 계산할 수 있는데, 여기서 작업은 힘의 산물이며 공이 움직이는 거리를 계산할 수 있다. 공에서 하는 일은 공의 운동 에너지의 변화와 같아야 한다.

두 공 모두 멈추기 때문에 운동 에너지에 대한 변화는 거의 같다. 그러나 트럭 창문은 더 짧은 거리를 두고 멈추기 때문에 더 큰 힘이 가해 진다. 유리가 움직이는 거리를 추정하기는 어렵지만, 가정해보겠다.

고정된 유리가 충격 동안 1cm 이동하지만 트럭 유리창은 2mm만 이동한다고 가정한다. 고정된 유리는 트럭 창문보다 5배 더 멀리 이동하기 때문에 트럭 창의 5분의 1에 해당하는 충격력을 가질 수 있다. 트럭 유리창에 더 큰 힘이 가해지면, 부서질 가능성이 더 높다.

◆그래도 팔릴 물건은 사간다

사이버트럭이 지난 22일(현지시간) 출시일 기준 일주일도 안 돼 25만 명의 고객이 사전 예약을 위해 줄을 섰다. 일론 모스크는 26일 저녁 '250k'라는 글을 트위터에 올려 선 주문 건수를 명백히 나타냈다.

차량 예약금은 3년 전 ‘모델3’ 출시 당시 1000달러였다는 점을 되돌아보았을 때 이번에는 10분의 1 수준인 100달러로 저렴해졌다. 

머스크는 지난주 사이버트럭이 포드의 픽업트럭 F-150와 줄다리기 대결 중 포드 트럭을 언덕 위로 끌고 올라가는 영상을 트위터에 공유했다. 이 영상에 발끈한 수니 마드라 포드 부회장은 공정한 대결(apples to apples)를 다시 하고 싶다고 트윗했다.

포드 대변인은 해당 트윗이 "우스개 소리로 보인다"며 “F-150은 미국에서 42년 동안 가장 많이 팔린 트럭으로, 우리는 항상 다른 사람들이 무엇을 하든 상관없이 고객들에게 서비스를 제공하는 데 주력해 왔다”고 강조했다. 

사이버트럭의 전장은 231인치(약 586㎝)로 풀사이즈 픽업트럭과 비슷하며 3가지 모델로 출시된다. 소비자가 3만9000달러의 단일 모터의 후륜 구동방식 버전은 1회 충전 시 최대 250마일(약 400㎞), 듀얼 모터의 사륜 구동방식(4만9900달러)은 300마일(약 483㎞) 그리고 가장 고급형(6만9000달러)인 트리플 모터의 사륜 구동방식 버전은 500마일(약 800㎞)까지 주행이 가능하다. 제로백(시속 100㎞ 도달시간)은 2.9~6.5초, 견인능력 3400~6350kg, 등판각 35도 등 픽업 트럭에 적합한 성능도 갖췄다.

사이버엑스는 기존 픽업트럭과 모양이 다르다. 사이버트럭은 유려한 디자인을 만들고자 사이드미러를 없앴다. 또한, 차량 충돌 시 운전자를 보호하기 위해 먼저 찌그러지는 장치와 영역인 크럼플존(Crumple Zone)도 없다. 도로에서 주행을 하기 위해 모두 필수적인 요소들이다. 테슬라 측은 2021년 양산을 시작하기 전 트럭 디자인을 변경할 지 대해서는 응답하지 않았다.

사이버 트럭을 선 주문한 고객은 차량이 실제로 인도되기 까지 최소 2~3년은 기다려야 한다. 사이버트럭의 단일ㆍ듀얼 모터 모델 생산은 2021년 후반경, 트리플 모터 버전은 2022년 후반 생산을 시작할 예정이다.