같은 높이에서 다른 무게의 물건을 떨어뜨리면 ?

Question

같은 높이에서 다른 무게의 물체를 떨어뜨렸을 때 무거운 물건이 먼저 떨어질 것 같은데 실제로는 떨어지는 시간이 같다고 하더라구요. 무게가 무거울수록 가속도가 더 붙을 것 같은데 낙하 시간이 왜 같은 건가요?

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

같은 높이에서 다른 무게의 물체를 떨어뜨렸을 때, 무거운 물체가 먼저 떨어진다는 것은 우리가 일상적으로 느끼는 직관적인 생각입니다. 하지만 실제로는 무게와 상관없이 같은 높이에서 떨어진 물체는 같은 시간 내에 떨어집니다. 이를 간단한 실험으로 확인해볼 수 있습니다.

이러한 결과는 우리가 아이작 뉴턴이 발견한 중력의 법칙에 따라 설명됩니다. 중력은 모든 물체에 대해 일정한 가속도를 제공하며, 물체의 질량이 중요한 것이 아니라 중력에 의해 가해지는 힘이 중요합니다. 따라서, 같은 높이에서 떨어진 물체들은 모두 중력에 의해 같은 가속도로 떨어지게 되므로, 같은 시간 내에 떨어지는 것입니다.

즉, 낙하 시간은 중력과 같은 가속도에 의해 결정되기 때문에, 무게와는 관련이 없습니다. 그러나 무게가 더 큰 물체는 중력에 의한 힘이 더 크기 때문에, 더 빨리 가속됩니다. 따라서 높은 곳에서 떨어지더라도, 무게가 더 큰 물체는 떨어지는 동안 더 빨리 이동하게 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 주영민 과학전문가입니다.

중력(지구가 당기는힘)은 무게에 우선 비례합니다.

무거운 물체일수록 더욱 큰 힘으로 지구가 바닥으로 당깁니다.

그러나 무거운 만큼 큰힘을 줘야 움직이기 때문에 결국 속도가 빨리 떨어지지 않습니다.

반대로 가여운 물체는 비록 작은 힘으로 지구가 당기지만,

가벼운 만큼 작은 힘으로도 물체가 움직일수 있어서 속도가 결국 무거운 물체과 같게 됩니다.

분모와 분자가 상쇄된다 생각하면 됩니다.

단, 공기저항이 없다는 가정하로 속도가 같습니다

Answer 3

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

공기가 가득찬곳에서 떨어트리면 공기저항에의해 떨어지는 시간이 달라집니다.

그러나 진공상태에서 떨어뜨리면 같은 중력가속도를 받기때문에 동일한속도로 떨어집니다.

감사합니다.

Answer 4

안녕하세요. 과학전문가입니다.

같은 높이에서 다른 무게의 물건을 떨어뜨리면, 무게가 더 무거운 물체가 더 많은 운동 에너지를 가지고 땅에 충돌하게 됩니다. 따라서, 충돌 시간이나 땅에 입는 영향이 더 크게 되어 속도가 더 빠르게 감소합니다. 반대로, 무게가 더 가벼운 물체는 충돌 시간이나 땅에 입는 영향이 덜하게 되므로 속도가 더 느리게 감소합니다.

Answer 5

안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.

무거운 물건이건 가벼운 물건이건 진공상태라면 같은 속도로 떨어집니다. 공기 저항을 받으면 많이 받는 쪽이 더 느리게 떨어집니다.

Answer 6

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

공기저항이 발생하지 않는 진공 공간에서는 중력가속도만 적용하여 떨어지는 속도가 동일합니다.

하지만 공기의 저항이 발생하면 중력가속도에 공기저항이 차감되기 때문에 무거운 물체가 먼저 떨어지게 됩니다.

Answer 7

안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.

실제로는 같은 높이에서 다른 무게의 물체를 떨어뜨려도 두 물체는 거의 같은 시간에 땅에 도착합니다. 이는 중력 가속도가 모든 물체에 대해 동일하기 때문입니다.

중력 가속도는 지구의 질량과 반지름에 의존하며 대략 9.8 m/s²입니다. 이것은 물체가 자유낙하할 때 땅으로부터의 거리에 상관없이 동일한 가속도로 가속되는 것을 의미합니다.

따라서, 같은 높이에서 서로 다른 무게를 떨어뜨리면, 중력이 각각의 물체에 동일한 가속도를 제공하므로 두 물체는 거의 동시에 땅에 도착합니다. 더 무거운 물체는 중력에 의해 더 강하게 인력당하지만, 그만큼 더 높은 질량을 가지므로 중력 가속도에 의해 더 높은 힘을 받아 가속되는 힘이 더 크므로 결과적으로 낙하 시간은 동일합니다.

하지만, 이는 무시할 수 있는 차이로서, 실제 상황에서는 공기 저항, 물체의 형태 등 여러가지 외부 요인이 영향을 미치기 때문에 일반적으로 두 물체가 동시에 땅에 도착하는 것은 아니지만, 이런 요인들이 동일하게 적용되는 조건에서는 낙하 시간이 동일할 것입니다.

Answer 8

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 물체의 질량이 무거울수록 가속도가 더 높게 작용하므로, 무거운 물체가 가벼운 물체보다 더욱 빨리 떨어지는 것이 당연하다고 생각될 수 있습니다. 하지만 실제로는, 같은 높이에서 떨어뜨린 두 물체가 떨어지는 시간은 동일합니다. 이러한 결과는 두 물체가 지구의 중력에 똑같이 영향을 받기 때문입니다.

객체의 무게는 그 객체가 만드는 중력의 크기를 나타냅니다. 그러나 무게가 무거운 객체의 질량도 더욱 크기 때문에, 지구의 중력은 그에 상응하는 크기로 작용합니다. 따라서 무게가 무거운 물체와 가벼운 물체가 동일한 높이에서 떨어지면, 지구의 중력은 두 물체에 대해 동일하게 작용하므로 두 물체가 똑같은 가속도로 떨어집니다.

평면 상에 놓인 두 물체는 무게가 다르더라도 똑같은 가속도로 이동합니다. 따라서, 두 물체가 동일한 높이에서 떨어질 때에도 이 같은 원리가 적용됩니다. 그러므로 두 물체는 동일한 시간에 떨어지게 됩니다. 이를 확인하려면, 실험으로 두 물체를 동시에 떨어뜨려보면 됩니다.