특정 고도 높이이상에서 뛰어내리면 종단속도형태로 속도가 유지되는 이유가 무엇인가요?

Question

사람이 약 500m 이상에서 떨어지게 되면 특정 종단속도라는게 있어서 그 속도를 유지해서 떨어진다고 들었습니다.

그렇다면 이러한 사람의 최대 종단속도는 어느정도인건지 그리고 이러한 속도로 유지되는 이유가 무엇인지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이만우 과학전문가입니다.

어떤 물체가 떨어질 때, 초기에는 중력이 더 크기 때문에 물체는 가속되겠죠..

그러나 속도가 증가하면 공기 저항도 커지며, 결국 중력과 공기 저항이 균형을 이루는 속도인 종단속도에 도달하게 됩니다.

이 종단속도에서는 중력과 공기 저항이 상쇄되므로 더 이상 가속하지 않고 일정한 속도로 낙하하게 됩니다.

종단속도는 물체의 형태, 크기, 질량 등과 공기의 밀도, 저항 계수 등에 따라 달라질 수 있고,

또한, 공기 저항은 속도가 높을수록 크게 작용하므로, 물체가 높은 고도에서 뛰어내려도 종단속도에 도달하게 됩니다.

따라서, 특정 높이 이상에서 뛰어내려도 종단속도는 중력과 공기 저항의 균형 상태로 수렴하게 되는데, 이것이 종단속도가 같은 이유입니다.

참고로..사람의 종단속도는 맨몸 기준으로 보통 60m/s라고 하며..낙하산을 타는 경우 종단 속도는 맨몸의 1/10인 6m/s 수준이라고 하네요

Answer 2

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

특정 고도 이상에서 떨어지면 종단속도에 도달하는 현상은 중력가속도와 공기 저항의 상호작용에 의해 발생합니다. 중력은 하강하는 물체를 가속시키며, 공기 저항은 물체의 속도가 증가함에 따라 증가하여, 결국 중력과 공기 저항이 균형을 이루는 속도인 종단속도에 도달합니다.

종단속도 이상으로 물체가 떨어지면, 공기 저항이 중력과 균형을 이루어 물체의 속도가 일정하게 유지됩니다. 이것이 종단속도라고 불리며, 물체의 크기, 모양, 질량, 밀도 등에 따라 다르게 나타날 수 있습니다.

종단속도 이상으로 물체가 떨어지면, 물체의 운동 에너지는 계속해서 중력과 공기 저항의 상호작용에 의해 감소하게 됩니다. 따라서, 종단속도 이상으로 떨어지더라도, 물체는 계속해서 감속하며, 지면에 도착할 때에는 종단속도 이하의 속도로 도착하게 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.

사람이 약 500m 이상에서 떨어지게 되면 종단속도라는 개념이 등장합니다. 종단속도란 중력과 공기 저항의 균형이 이루어져 더 이상 가속되지 않고 일정한 속도로 유지되는 상태를 말합니다. 종단속도는 개인의 체형과 자세, 공기 저항 등에 따라 다를 수 있습니다.

일반적으로 사람의 최대 종단속도는 약 53 m/s (120 mph) 정도로 알려져 있습니다. 이는 자유 낙하 속도(Free Fall Speed)라고도 알려져 있으며, 이 속도에서는 중력과 공기 저항이 상호 균형을 이루어 가속도가 없는 상태로 유지됩니다.

종단속도로 유지되는 이유는 중력과 공기 저항의 상호 작용에 의해 발생합니다. 떨어지는 사람의 몸은 중력에 의해 아래로 가속되지만, 동시에 공기 저항이 발생하여 저항력이 작용합니다. 이 두 힘이 균형을 이룰 때, 사람의 속도는 일정한 상태를 유지하게 됩니다. 중력이 계속 작용하면서 저항력이 증가하여 종단속도에 도달하게 되는 것입니다.

저항력은 사람의 체형과 자세에 따라 달라지며, 더 큰 체형이나 수직으로 떨어지는 자세일수록 저항력이 더 크게 작용할 수 있습니다. 따라서 종단속도는 개인별로 차이가 있을 수 있습니다.

참고로, 종단속도는 일반적으로 이론적인 값으로 알려져 있으며, 실제 상황에서는 다양한 요인이 작용하여 상황에 따라 변할 수 있습니다. 안전을 위해서는 고도에서의 낙하는 절대로 시도하지 않아야 하며, 이러한 상황에서는 안전한 수단을 사용하여 스카이다이빙 등을 실시하는 등 안전 절차를 따르는 것이 중요합니다.