안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
헷갈리는 게 당연해요. 머릿속에서는 '버스만 앞으로 가고 나는 공중에 떠 있으니 뒤로 처져야지' 싶은데 실제로는 그렇지 않거든요. 핵심은 점프하기 전부터 이미 내 몸도 시속 60km로 함께 움직이고 있다는 사실이에요.
뉴턴의 관성 법칙은 외부에서 힘이 작용하지 않으면 물체가 원래의 운동 상태를 그대로 유지한다는 거예요. 점프하는 순간 내 발은 버스 바닥에서 떨어지지만, 내 몸은 이미 수평 방향으로 시속 60km의 속도를 갖고 있어요. 공중에 뜬다고 해서 이 수평 속도가 갑자기 사라지지는 않거든요. 그래서 버스가 1초 동안 앞으로 약 17m 나아가는 동안 내 몸도 똑같이 17m 나아가고, 결과적으로 버스 안에서는 제자리에 떨어진 것처럼 보이는 거예요.
비행기에서 음료를 따라도 멀쩡히 컵에 담기고, 지구가 자전하고 있는데도 우리가 휘청대지 않는 것도 같은 원리랍니다. 같이 움직이고 있는 것들끼리는 서로 멈춰 있는 것처럼 느껴져요.
그런데 버스가 가속 중이라면 이야기가 달라져요. 등속이 아니라 속도가 변하고 있다는 뜻이니까요. 점프해서 공중에 뜬 순간 내 몸은 점프 직전의 속도를 유지하지만, 버스는 그 사이에 더 빨라지고 있어요. 그래서 착지할 때는 버스가 나보다 앞서 나간 만큼 내가 뒤로 밀려난 자리에 떨어지게 돼요. 반대로 버스가 감속 중이면 내가 더 앞으로 튀어나가 떨어지게 되고요.
급정거하는 지하철에서 손잡이를 안 잡으면 앞으로 쏠리는 것도 같은 이치예요. 내 몸은 원래 속도를 지키려 하는데 차량만 갑자기 느려지니 상대적으로 앞으로 튕겨 나가는 거랍니다 :)