안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
공기 저항이 없는 진공 상태에서
높이가 다른 두 물체
를 떨어뜨렸을 때 낙하 시간은 다르지만
낙하 거리는 동일하게 유지됩니다.
즉 동시에 떨어뜨린 두 물체는 항상 같은 속도로 떨어지며 그 사이의 거리는 변하지 않습니다.
뉴턴의 제2법칙에 따르면 물체에 작용하는 힘은 질량
과 가속도의 곱과 같습니다. 공기 저항이 없으면 힘은 오직 중력만 작용하며 중력은
질량에 비례합니다. 질량이 다르더라도 중력 가속도는 모든 물체에 동일하게 작용합니다.
자유 낙하의 공식은 h = ½gt²입니다.
여기서 h
는 낙하 거리 g는 중력 가속도 t는 낙하 시간입니다. 중력 가속도는 일정하고 낙하
시간만 다르므로 낙하 거리는 동일하게 계산됩니다.
깃털과 같은 가벼운 물체와 철공과 같은 무거운 물체
를 동시에 진공 상태에서 떨어뜨리면 처음에는 철공이 더 빠르게 떨어지는 것처럼
보일 수 있습니다. 시간이 지날수록 깃털과 철공의 속도 차이는 점점 줄어들고 결국
두 물체는 동시에 바닥에 도달하게 됩니다.
공기 저항이 없는 진공 상태에서 높이가 다른 두 물
체를 떨어뜨렸을 때 낙하 시간은 다르지만 낙하 거리는 동일하게 유지됩니다.
중력 가속도가 모든 물체에 동일하게 작용하고
자유 낙하 공식에 의해 설명될 수 있습니다.
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