지구 안쪽으로 들어갈수록 중력은 어떻게 변화하나요?

Question

과거에 땅을 계속 파내려가는 시도를 했다고 어디선가 읽었는데, 지구에서 측정되는 중력의 정도는 지구 땅의 표면과 지구 중심으로 들어갈수록 크게 차이가 없는건지 아니면 어떻게 변화하는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.

지구의 중력은 지구의 무게를 생성하는 물체인데요, 지구의 중심에서 바깥으로 향하는 힘입니다. 중력은 지구의 질량과 지구의 반지름에 의해 결정됩니다.

지구의 중력은 지구의 표면에서부터 지구 중심으로 점차적으로 감소합니다. 이는 지구의 질량이 지구 중심으로 모여들면서 중력이 약해지기 때문입니다. 중력은 거리의 제곱에 반비례하기 때문에 지구의 중심으로 갈수록 중력은 점차적으로 작아집니다. 따라서 지구의 표면에서 측정되는 중력은 지구 중심에서 측정되는 중력보다 약간 작습니다.

하지만, 이러한 중력의 차이는 매우 작기 때문에 일상적인 상황에서는 무시할 수 있습니다. 지구의 표면에서부터 지구 중심까지의 거리는 약 6,371 km 정도이며, 이 거리에 따른 중력의 차이는 미미합니다.

따라서 지구의 중력은 지구의 표면과 지구 중심으로 들어갈수록 차이가 있다고 볼 수 있지만, 이 차이는 일상 생활에서는 무시할 정도로 작습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.지구 안쪽으로 들어갈수록 중력은 증가합니다. 중력은 두 물체 간의 질량과 거리에 의해 결정되는데, 지구의 질량은 지구의 중심으로부터의 거리에 따라 변하지 않고 일정하므로, 지구 안쪽으로 들어갈수록 지구 중심으로부터의 거리가 감소하여 중력이 강해집니다.

Answer 3

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

조금 복잡한 계산이긴 하지만, 지구 내부 핵에 가까워 질수록 지구의 중력은 증가합니다.

이 계산은 뉴턴의 껍질정리 또는 구각정리라는 계산으로 산출이 가능합니다.

앞서 말씀드린대로 좀 복잡한 계산식이긴 하지만 간단히 식예 결론만 말씀드리면 지구의 중심으로 부터 멀어질 수록 중력은 작하지게 됩니다. 이는 지구의 내부에서 대기권까지 모두 해당되는 사항입니다.