관성·중력 가속도 서로 상쇄땐 무게 '0'
(질문)
자이로드롭과 끊어지는 엘리베이터 안에서는 무중력 상태가 된다고 하는데, 과학적 원리를 설명해주세요.
(답변)
우주공간에 나가면 중력이 없는 무중력 상태로 된다고 합니다. 하지만 실제로는 무중력이 아니라 중력이 줄어든 상태라고 하는 것이 정확합니다.
무중력은 일종의 `무중량 상태'로, 이는 어디에서나 만들 수 있습니다. 지구든 태양이든 목성이든 그곳의 어느 곳에서 그대로 자유낙하 하게 되면 무중량 상태가 되는 것이죠.
지구에서 엘리베이터나 비행기가 자유낙하를 한다고 생각해 보죠. 지구의 중력 가속도 9.8m/s2 만큼 가속을 받겠죠. 엘리베이터는 중력에 의해 가속이 됩니다. 엘리베이터 안에 있는 저울 위에 있다고 가정해 보기로 하죠. 엘리베이터가 아래로 가속을 받으니 당연히 저울에는 무게가 0으로 무중량 상태가 되겠죠. 이것은 실제로 여러분이 엘리베이터를 탈 때 살짝 느낄 수 있습니다. 엘리베이터 줄이 끊어지면 저울에는 0이라는 표시가 나옵니다.
지면에서 저울에 올라가면 지면은 정지해 있고, 저울 위의 나는 아래방향으로 힘을 주게 되므로 저울에 무게가 표시됩니다. 하지만 엘리베이터에서는 지면과 같은 바닥이 아래로 나와 같이 가속되고 있으므로 저울의 눈금은 0이 나오게 되는 원리입니다.
두 개의 물체를 묶어 자유낙하시키면 두 물체 사이의 장력이 0이 나오는 원리와 같습니다.
이번에는 관성의 힘을 이용해서 이해를 해볼까요. 관성력이라는 것은 버스를 타고 있을 때 버스가 가속을 내면 버스가 속력을 내는 반대 방향으로 안에 타고 있는 사람은 가속(관성력)을 받게 됩니다. 이 것을 그대로 엘리베이터 상황에 적용시켜보죠.
(질문)
자이로드롭과 끊어지는 엘리베이터 안에서는 무중력 상태가 된다고 하는데, 과학적 원리를 설명해주세요.
(답변)
우주공간에 나가면 중력이 없는 무중력 상태로 된다고 합니다. 하지만 실제로는 무중력이 아니라 중력이 줄어든 상태라고 하는 것이 정확합니다.
무중력은 일종의 `무중량 상태'로, 이는 어디에서나 만들 수 있습니다. 지구든 태양이든 목성이든 그곳의 어느 곳에서 그대로 자유낙하 하게 되면 무중량 상태가 되는 것이죠.
지구에서 엘리베이터나 비행기가 자유낙하를 한다고 생각해 보죠. 지구의 중력 가속도 9.8m/s2 만큼 가속을 받겠죠. 엘리베이터는 중력에 의해 가속이 됩니다. 엘리베이터 안에 있는 저울 위에 있다고 가정해 보기로 하죠. 엘리베이터가 아래로 가속을 받으니 당연히 저울에는 무게가 0으로 무중량 상태가 되겠죠. 이것은 실제로 여러분이 엘리베이터를 탈 때 살짝 느낄 수 있습니다. 엘리베이터 줄이 끊어지면 저울에는 0이라는 표시가 나옵니다.
지면에서 저울에 올라가면 지면은 정지해 있고, 저울 위의 나는 아래방향으로 힘을 주게 되므로 저울에 무게가 표시됩니다. 하지만 엘리베이터에서는 지면과 같은 바닥이 아래로 나와 같이 가속되고 있으므로 저울의 눈금은 0이 나오게 되는 원리입니다.
두 개의 물체를 묶어 자유낙하시키면 두 물체 사이의 장력이 0이 나오는 원리와 같습니다.
이번에는 관성의 힘을 이용해서 이해를 해볼까요. 관성력이라는 것은 버스를 타고 있을 때 버스가 가속을 내면 버스가 속력을 내는 반대 방향으로 안에 타고 있는 사람은 가속(관성력)을 받게 됩니다. 이 것을 그대로 엘리베이터 상황에 적용시켜보죠.
