아주 높은곳에서 떨어지는 빗방울은 왜 맞아도 안아픈가요?
높은 곳에서 물체가 떨어지면 속도와 비례하여 무게(?), 충격이 늘어난다고 알고 있습니다.
그런데 아주 높은 곳에서 떨어지는 빗방울은 맞아도 왜 안아픈건지 궁금합니다.
만약 잘못 알고 있는 지식이라면 알려주시면 감사하겠습니다.
안녕하세요. 강남선 과학전문가입니다.
Q: 아주 높은곳에서 떨어지는 빗방울은 왜 맞아도 안아픈가요?
A: 높은 곳에서 떨어지는 빗방울을 맞아도 안 아픈 이유는 떨어지는 빗방울이 받는 공기의 저항력 때문이다. 물체가 공기나 물 같은 유체(액체와 기체를 통틀어 부르는 명칭)에서 움직일 경우 유체와 물체 사이에는 저항력이 생기는데 이러한 저항력은 떨어지는 속도와 질량이 클수록 큽니다
안녕하세요. 과학전문가입니다.
대기에는 점성저항과 압축저항이 있기 때문입니다. 종단속도 때문에 일정 속도 이상 빨라질수는 없습니다.
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안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.
첫째, 빗방울이 높은 곳에서 떨어질 때, 그 속도가 점차 증가합니다. 하지만 대기의 저항력이 작용하여 빗방울의 최대 속도에 도달하기 전에 일부 에너지가 소모됩니다. 따라서 빗방울이 땅에 닿을 때, 그 속도가 점차 감소하게 되어 빗방울이 닿을 때 느려지게 됩니다. 이로 인해 충격이 덜 하게 되므로 아픔이 덜한 것입니다.
둘째, 빗방울의 질량이 작기 때문입니다. 아주 높은 곳에서 떨어지는 빗방울은 일반적으로 작은 크기를 가지기 때문에, 땅에 떨어질 때 발생하는 충격이 작아서 아픔을 느끼지 못하는 것입니다. 물론, 빗방울이 크고 무거운 경우에는 충격이 크게 일어나므로 아프게 느껴질 수 있습니다.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.빗방울이 떨어질 때 인간의 피부에 미치는 충격과 압력은 매우 작기 때문에 빗방울이 맞았을 때 아픔을 느끼지 않습니다.
빗방울이 떨어질 때, 빗방울의 질량과 속도에 비례하는 운동 에너지를 가지게 됩니다. 하지만 빗방울의 질량은 매우 작기 때문에, 빗방울이 인체 표면에 충돌할 때 발생하는 에너지 또한 매우 작습니다. 또한 빗방울의 속도도 비교적 낮아서 인체 표면과의 충돌 에너지는 더욱 작아지게 됩니다.
또한, 빗방울이 인체 표면에 맞은 직후 바로 떨어지게 되는데, 이 때 빗방울 표면과 피부 표면 사이에 공기막이 형성됩니다. 이 공기막은 인체와 빗방울 사이의 직접적인 접촉을 막아주기 때문에 빗방울의 충격이 흡수되어 아픔을 느끼지 않게 됩니다.
그러므로 빗방울은 인체 표면에 충돌하더라도, 그 충격과 압력이 작기 때문에 아프지 않습니다. 다만, 빗방울이 바람에 실려오면서 속도가 높아지거나, 우박 등의 큰 물방울이 떨어질 때는 충격과 압력이 크기 때문에 아픔을 느낄 수 있습니다.
안녕하세요. 전영재 과학전문가입니다.
간단히 말씀드리면, 지구에 공기가 존재하고 빗방울의 질량이 작아서 가볍기 때문입니다. 빗방울이 엄청 높은 곳에서 떨어지면 어쨋든 중력에 의해 가속될텐데 이 때 공기저항 때문에 결국 가속이 멈추고 종단속도에 도달하여 속도가 무한정 증가하지 않습니다. 한편, 종단속도는 대략적으로 물체의 질량에 비례해서 증가하는데요. 그러니까 무거운 물체가 더 빨리 떨어지고 실제로 충격이 큰 것은 맞는 말입니다. 지구에서는요. 그리고 실제로 충격량을 계산해보면 빗방울의 충격량은 손가락으로 키보드 누르는 힘보다 훨씬 작은 값이 나옵니다. 그래서 빗방울은 맞아도 안 아픈겁니다.
안녕하세요. 설재훈 과학전문가입니다. 비맞으면 좋죠 만약 낮은 곳에서 떨어진 공을 맞을 땐 별로 아프지 않지만, 높은 곳에서 떨어진 공을 맞으면 머리에 큰 혹이 나곤 합니다. 이는 높은 곳에서 떨어진 물체의 속도가 더 빨라 충격이 큰 건데요. 하지만 하늘에서 떨어지는 빗방울은 맞아도 그리 아프지 않습니다. 공기가 빗방울의 속도를 증가 못하게 방해하기 때문입니다.
안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.
단순히 속도만 계산하게된다면 빗방울만으로도 충분히 피해를 입을수 있을것입니다
하지만 속도 외에도 저항, 기압, 바람등 여러가지 외부요인들이 있습니다. 특히 이중에서도 공기저항에 영향을 많이 받아 상대적으로 높은곳에서 떨어지는 빗방울로인해 큰피해가 없는것입니다
안녕하세요. 전진호 과학전문가입니다.
물체가 한없이 높은 곳에서 계속해서 떨어진다면 떨어지는 속도는 이론상 한없이 높아지게 됩니다. 중력 가속도인 9.8m/s2 의 가속도로 속도가 증가하게 됩니다. 하지만 그 이론은 공기의 저항이 없는 진공 상태에서 가능한 것입니다. 우리가 사는 공간에는 공기가 존재하는데 이 공기의 저항은 엄청난 힘입니다. 비행기를 날 수 있게도 하고 낙하산으로 사람을 보호하기도 합니다. 높은 곳에서 물체가 떨어져도 이 공기의 저항으로 인해 최대 속도가 제한되는데 이 속도를 종단속도라고 합니다. 만약 공기가 없는 상태에서 빗방울을 맞게 된다면 빗방울이 우리 몸을 그대로 관통해버릴 것입니다.