무중력상태에서 깃털과 볼링공을 자유낙하시키면?

Question

무중력상태에서 깃털과 볼링공을 동시에 자유낙하시키면 동시에 지면에 닿는다는데

이게 맞는말인가요? 조금 놀랍기도 하구요.. 왜그런거죠?

Answer 1

안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.

무중력상태에서 깃털과 볼링공을 동시에 자유낙하시키면 동시에 지면에 닿게 되는 것은 맞아요. 이는 중력에 대한 특징 때문에 발생하는 현상입니다.

우선 무중력상태란 지구의 중력이 없는 상태를 말해요. 이런 상태에서는 물체들이 아무런 힘을 받지 않기 때문에 자유낙하를 하게 되면 아무런 저항 없이 떨어지게 됩니다. 그래서 깃털과 볼링공이 무중력상태에서 동시에 자유낙하를 하게 되면 둘 다 아무런 저항 없이 떨어지는 거죠.

하지만 지구의 중력이 있는 상태에서는 다르게 됩니다. 중력은 모든 물체에게 작용하는 힘이기 때문에 무거운 물체일수록 더 큰 중력을 받게 되어서 빠르게 떨어지게 됩니다. 그래서 볼링공은 깃털보다 더 빠르게 떨어지게 되는 거예요. 하지만 무중력상태에서는 중력의 영향을 받지 않기 때문에 둘 다 같은 속도로 떨어지게 되는 거죠.

그래서 무중력상태에서 깃털과 볼링공을 동시에 자유낙하시키면 둘 다 같은 속도로 떨어지게 되어 동시에 지면에 닿게 되는 거예요. 이런 과학적인 특성 때문에 조금 놀라울 수도 있지만 이렇게 이해하시면 더 쉽게 이해하실 수 있을 거예요.

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Answer 2

안녕하세요. 이용준 과학전문가입니다.

질문하신 내용은 무중력이 아니라 진공상태입니다. 무중력상태에서는 물체에 작용하는 중력이 없으므로 물체는 낙하하지 않습니다.

진공상태는 공기는 물론 아무것도 없는 상태입니다. 일반적으로 가벼운 물체가 더 느리게 낙하하는 것은 공기와의 마찰에 의해 낙하속도가 감소하기 때문입니다. 진공 상태에서는 물체의 낙하를 방해하는 공기가 없으므로 모든 물체는 같은 속도로 낙하합니다.

종이를 펼친 것과 구겨서 뭉친 것을 동시에 떨어뜨리면 뭉친 것이 먼저 떨어집니다. 펼친 종이는 공기의 저항을 크게 받기 때문입니다. 종이를 뭉친 것과 야구공을 1m 정도의 높이에서 동시에 낙하시키면 거의 동시에 떨러집니다.

도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.

Answer 3

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.

진공 상태에서 물체는 일정한 속도로 낙하하며, 이는 질량에 관계없이 물체에 작용하는 중력에 의해 결정됩니다.

따라서 두 물체가 공기 저항이 없는 진공 상태에서 낙하하기 때문에 두 물체가 각각의 종단 속도에 도달하는 데 동일한 시간이 걸립니다.

그러으로 진공 상태에서 깃털과 볼링공은 같은 속도로 떨어지고 동시에 땅에 닿을 것입니다.

지구의 대기에서는 공기 저항이 깃털의 하강에 영향을 미치므로 깃털이 볼링공보다 더 천천히 떨어지고 나중에 땅에 닿게 됩니다.