지구 공전으로 발생하는 원심력은 얼마쯤되고 중력대비해서 얼마쯤 된다고 볼 수있나?

Question

지구는 태양이라는

태양계 중심의 항성을 주위로 일정 주기로

공전을 하고 있는데요

물론 거의 24시간 주기로 자체적으로 자전을 함과 동시에

공전을 하고 있습니다.

자전에 의한 원심력이라면 적도에서 가장 크게 나타날 것이고

원심력에 의한 각속도 라면

지구자전 각속도 제곱과 반지름을 곱한 값이 될 텐데요

대략 0.034 m/s2 으로 나타나는 걸로 압니다.

그렇다면

지구 공전에 의한 원심력은 얼마로 계산가능한가요?

그리고

그 공전에 의한 원심력은 지구상에서 인간이 튕겨나갈 정도의 힘은 안되겠지만

지구 중력 대비해서 어느정도로 파악할 수있나요?

Answer 1

지구의 자전에 의하여 발생하는 원심력은 적도에서 최대이고 a=w2R로 계산이 됩니다. 이를 계산하면 a=0.034m/s2으로 지구 중력인 9.8m/s2의 0.35%정도의 수준입니다. 공전속도의 경우 지구가 태양을 중심으로 1년에 한바퀴 도는 것을 ㄱ준으로 하며 v=2πr/T = 29,800m/s, 공전 원심 가속도 a=v2/r로 0.0059m/s2이 되게 됩니다. 따라서 자전 원심력은 중력의 0.35%, 공전 원심력은 중력의 0.06%가 되어 공전에 의한 원심력은 중력에 비해 매우 미미하여 자전에 의한 원심력보다도 작게 됩니다. 지구는 자기만의 중력장 안에서 자유낙하하는 상태이기에 우리는 공전원심력을 느끼지 못하게 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 이용준 전문가입니다.

지구 중력과 원심력을 비교하려면 공전이 아니라 자전에 의한 원심력을 비교해야 합니다. 지구 자전에 의한 원심력은 적도에서 가장 큽니다. 지구 반지름이 6400km, 자전 각속도가 2π/(24×3,600) = 7.26×10^-5(1/s)이므로 적도에서의 원심력에 의한 가속도의 크기는 6.4×10^6 (7.26×10^-5)^2 = 0.034(m/s^2)이 됩니다. 적도에서 표준 중력 가속도의 크기가 9.78m/s^2이므로 적도에서 자전에 의한 원심력은 중력의 약 0.35% 정도가 됩니다. 다시 말하면 중력이 원심력의 약 288배입니다.

따라서 지구과학 교과서 등에 실린 그림은 중력에 비해 원심력의 크기를 상대적으로 매우 크게 표시한 것입니다. 이는 이해를 돕기 위한 것이지 실제 크기와는 관계가 없는 것입니다.

도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.