안녕하세요. 서민규 과학전문가입니다.
본 질문은 중력에 의한 자유 낙하운동에 관한것으로
우선 낙하할때의 가속력에 대해서 말씀드리면
가속도 운동이 아닌 동일한 속도로 떨어지는 등가속 직선운동입니다. 그이유 인 즉 지구 중심에 가까울수록 지구가 물체를 잡아당기는 만유인력이 커지는것은 사실입니다.그로인해 , 중력은 일정한 크기의 힘이라고 할 수 없습니다. 그러나 우리가 떨어뜨리는 높이는 지구의 반지름에 비해 이동거리가 매우 짧으므로 중력의 크기 변화를 무시할 수 있음으로 우린 그 변화가 거의 없다고 보고(9.8로 계산) 공기저항 값까지 무시하기에 속도가 변하지 않는 등가속 직선운동이라고 보고 있습니다.
두번째로 더 무거운 무게가 더 빨리 떨어질거 같다는 질문의 답은 아니다 입니다. 중력의 크기는 물체의 질량에 비례합니다.즉, 무거운 물체에 더 큰 중력이 작용하지만 무거운 물체가 가벼운 물체보다 더 빨리 떨어지지는 않습니다.
왜냐하면
운동의 제2법칙, F=ma을 살펴보면, 힘과 질량이 서로 비례하므로 가속도 a는 물체의 질량에 상관없이 일정하게되며. 이렇게 중력에 의한 일정한 가속도를 중력가속도 g라고 . 중력가속도는 위에서 설명한대로 모든 물체에 동일하므로 공기의 저항을 무시할 때, 물체는 질량에 상관없이 같은 높이에서는 동일한 시간으로 떨어진다고 설명 됩니다.
다만 높은곳에 있는 물체의 에너지량으로 볼땐
위치에너지=m(무게)×g(중력가속도) ×h(높이)로 계산됨으로
동일 위치에서 무게가 다른 물체가 떨어질때
바닥에 떨어질때의 그 힘의 크기는 무게가 무거울수록
더 큰 힘을 갖게 되고 그로인해
우리긴 육안으로 보면
떨어지는 속도도 더 빨랐다고 느낄수 있습니다.
도움이 되셨는지요
