안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
기차 안과 밖에서 점프했을 때 결과가 다른 이유는 말씀하신 공기 저항과 물리에서 가장 핵심적인 관성의 상호작용 때문이에요.
우선 기차 내부를 생각하면, 기차 안은 사방이 막힌 하나의 거대한 상자와 같아서 그 안의 공기도 기차와 함께 시속 80km로 똑같이 달리고 있어요. 질문자님의 몸도 이미 기차와 같은 시속 80km의 속도를 가지고 있죠. 그래서 점프를 해도 관성에 의해 몸은 계속 앞으로 나아가려 하고, 주변 공기도 같은 속도로 움직이며 방해하지 않기 때문에 제자리나 앞으로 편안하게 뛸 수 있는 것이랍니다.
하지만 기차 지붕 위로 올라가면 상황이 완전히 달라져요. 기차 밖의 공기는 기차를 따라오지 않고 그 자리에 멈춰 있거든요. 지붕 위에서 점프하는 순간, 몸은 관성 때문에 시속 80km로 계속 전진하려고 하지만, 멈춰 있는 공기들이 몸을 엄청난 힘으로 밀어내게 돼요. 시속 80km의 강풍을 정면으로 맞는 것과 똑같은 강력한 공기 저항이 발생하는 것이죠. :(