진자운동 가속도에 대해 여쭤봅니다.

Question

동일한 질량의 물체가 그냥 수직으로 떨어질 때의 가속도보다 진자운동을 하며 떨어질 때의 가속도가 더 크게 측정되는 이유가 무엇인가요?? 중력과 또 뭐가 작용되나요?

Answer 1

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.동일한 질량의 물체가 수직으로 떨어지는 경우와 진자운동을 하며 떨어지는 경우 모두 중력의 영향을 받습니다. 그러나 진자운동을 하는 경우에는 추가적인 힘이 작용하여 물체의 가속도가 증가합니다.

진자운동을 하는 경우, 물체는 중력으로 인해 수직방향으로 떨어지면서 동시에 수평방향으로도 운동합니다. 이 때, 수평방향의 운동은 중력과는 수직으로 작용하는 탄성력으로 인해 발생하며, 이는 물체가 수직방향으로 움직이는 것과는 별개로 일어나는 운동입니다.

따라서 진자운동을 하는 경우, 수직방향으로 떨어지는 물체의 가속도뿐만 아니라, 수평방향으로 움직이는 물체의 가속도도 고려해야 합니다. 이 때, 수평방향의 운동은 일반적으로 수직방향의 운동보다 빠르게 일어나므로, 물체의 총 가속도가 증가합니다.

따라서, 동일한 질량의 물체가 진자운동을 하며 떨어질 때는 수직방향으로 떨어질 때보다 더 큰 가속도를 가지게 됩니다.

Answer 2

동일한 질량의 물체가 수직으로 떨어질 때의 가속도와 진자운동을 하며 떨어질 때의 가속도가 다른 이유는 중력과 마찰력의 차이 때문입니다. 물체가 진자운동을 하며 떨어질 때에는 중력과 마찰력이 작용하는데, 마찰력이 물체를 일정하게 지지해주기 때문에 중력이 작용하는 가속도보다 더 큰 가속도를 측정할 수 있습니다. 반면에 수직으로 떨어질 때에는 마찰력이 없으므로 중력이 작용하는 가속도가 최대값이 됩니다. 이러한 원리는 진자운동을 하는 물체의 경우 마찰력이나 공기저항 등 다른 외부적인 요인에 따라 가속도가 변할 수 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 과학전문가입니다.

진자운동을 어떤식으로 하느냐에 따라서 달라집니다. 수직 방향일 경우 떨어지는 중력 가속도 이외의 추가적인 힘으 ㄹ받기 때문에 더 빠르게 떨어질 수 있는것입니다. 이는 힘의 작용성 입니다.^^

Answer 4

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

동일한 질량의 물체가 그냥 수직으로 떨어질 때와 진자운동을 하며 떨어질 때의 가속도가 다른 것은 중력과 추가적인 작용력의 차이 때문입니다.

물체가 그냥 수직으로 떨어질 때는 중력만이 작용합니다. 이 경우 물체의 가속도는 중력 가속도로 정의되며, 지구에서는 대략 9.8 m/s^2 입니다.

반면 물체가 진자운동을 하며 떨어질 때는 중력 뿐만 아니라 공기 저항이나 표면 마찰력 등의 추가적인 작용력이 작용합니다. 이러한 작용력은 물체의 운동을 방해하고, 물체의 속도를 감소시키므로 물체는 그냥 수직으로 떨어질 때보다 더 큰 가속도로 떨어지게 됩니다.

따라서, 동일한 질량의 물체가 그냥 수직으로 떨어질 때와 진자운동을 하며 떨어질 때의 가속도가 다른 것은 중력 외에 추가적인 작용력의 차이 때문입니다.