손목 부담이 적은 하중심 무선 청소기 (feat. 상중심)

무선 청소기에서 흡입력이 높은 제품은 대부분 모터가 상부에 부착되어 있습니다. 다이슨(Dyson)에서 모터가 상부에 부착된 무선 스틱형 청소기를 최초 출시하면서 시장에서는 프리미엄급으로 통하였고, 이 방식으로 각 제조사별로 흡입력 경쟁이 치열해졌습니다. 하지만, 상부 모터 방식은 흡입력은 강하지만 손목에 부담이 된다는 소비자들의 이야기가 있습니다. 모터 상부 부착 방식과 하부 부착 방식에 대하여 어느 타입이 손목에 부담이 덜한 것 인지 말씀드리겠습니다.

하중심 vs 상중심 외형 비교

외형상 모터의 부착 위치를 가지고 하중심과 상중심을 구분합니다. 더 정확하게 말씀드리면 모터 부위(모터+배터리)의 무게가 무겁기 때문에 무게 중심이 아래쪽에 있으면 하중심, 위쪽에 있으면 상중심이라고 합니다. 아래 그림에서 왼쪽 청소기는 모터가 아래쪽에 있어서 하중심 청소기, 오른쪽 청소기는 모터가 위쪽(손잡이 쪽)에 있어서 상중심 청소기로 구분합니다.

하중심 (삼성 비스포크 슬림 150W) 출처: 삼성전자 홈페이지	상중심 (삼성 비스포크 제트 AI 280W) 출처: 삼성전자 홈페이지

청소기 역학적 모델링

상부 표의 하중심 청소기 무게는 2.60kg 이고, 상중심 청소기 무게는 2.67kg입니다. 두 청소기 무게 차이가 0.07kg (70 gram) 차이니 사실 동등하다고 보는 것이 맞겠습니다. 하지만, 체감적으로는 하중심 청소기가 가볍게 느껴집니다. 그 이유를 알아보기 위하여 물리학에서 다루는 역학 지식을 이용하여 청소기를 아래 그림과 같이 모델링했습니다.

모델링 수립 시에 들어간 가정은

청소기는 정지해 있는 상태이며 브러시 쪽은 회전이 자유롭기 때문에 모멘트가 0이다.
청소기 무게는 브러시에서 x 지점에 집중되어 있고, mg로 표시한다.
사람이 느끼는 무게는 F_hand로 표시하면, 항상 청소기에 직각으로 작용한다.

입니다.

위 모델링을 역학 지식을 이용하여 풀면 최종적으로 아래와 같이 됩니다.

위 식에서 L은 청소기의 브러시에서 손잡이까지의 거리입니다.

청소기 역학적 모델링 결과

위 그림은 최종적인 식을 각도 별로 손목에 걸리는 힘을 정리한 것입니다. 각 색깔은 청소기가 지면에서 서 있는 각도입니다. 파란색이 30도, 노란색이 80도입니다.

청소기가 45도로 서 있을 때 상중심 위치를 0.8, 하중심 위치를 0.4라고 한다면, 손목에 걸리는 힘은 각각 1.5kg, 0.75kg로 약 2배에 해당합니다. 이로써, 실제 무게는 같지만 무게 중심이 어디 있느냐에 따라서 손목에 걸리는 힘은 차이가 난다는 것을 알았습니다.

또한, 청소기가 서 있는 각도가 낮을수록 손목에 걸리는 힘이 크다고 할 수 있습니다. 상중심 위치를 0.8이라고 할 때, 30도와 60도를 비교하여 보면, 30도에서는 1.8kg, 60도에서는 1.0kg으로 1.8배가 차이가 납니다. 서 있는 상태에서 바닥을 청소할 때 보다, 침대 밑을 청소하기 위하여 각도를 낮추면 체감 무게가 더 커진다고 할 수 있습니다.

결론적으로, 하중심 청소기가 상중심 청소기에 비하여 체감 무게가 작다고 할 수 있습니다.

그러면 어떻게..

상중심 청소기는 다이슨(Dyson)이 최초 무선 청소기를 출시한 이래도 흡입력은 계속 증가하고 있습니다. 흡입력이 강해지려면 모터도 무거워질 수 있지만, 배터리의 무게도 같이 증가합니다. 고 흡입력을 뒷 받침하려면 배터리의 용량이 커야 사용 시간을 보장해 줄 수 있습니다.

반면 하중심 청소기는 흡입력이 150W 전후입니다. 보통 딱딱한 마루 바닥에서 청소를 하려면 흡입력 120W 이상, 카펫에서 청소를 하려면 흡입력 200W 이상을 이야기하고 있습니다. 하중심 청소기 150W면 카펫 등의 완벽한 청소는 어렵겠지만, 일상적인 마루에서의 청소는 충분히 가능하다고 생각합니다.

손목에 부담이 많은 소비자 분들 또는 나이 많으신 어르신 분들께는 하중심 청소기를 적극 추천하여 드립니다.

맺음말

청소기의 역학적 모델링을 통하여 상중심 청소기와 하중심 청소기가 손목에 주는 부담에 대하여 말씀드렸습니다. 상중심 청소기는 계속하여 흡입력 증대 방향으로 갈 것 같습니다. 흡입력을 우선시하고, 손목에 별 부담이 없다는 분 들께서는 상중심 청소기를, 손목에 부담이 많은 분 들께는 하중심 청소기를 추천드립니다.