제가 원심력을 잘 구한 게 맞나요? 학교 선생님은 확답을 못 해주시네요,,

Question

안녕하세요!!

물리학과를 희망하는 평범한 고3 학생입니다.

원 운동에 대해 원심력이 왜 가상의 힘이라고 하는지 호기심이 생겨서 간단하게 탐구를 시작했습니다.

마지막 페이지를 보시면

제가 원 운동의 가속도를 구하는데

원점을 중심으로 한 번 구해서 구심력을 찾아 냈고

그 다음에 운동하는 점 A의 관점에서 원점이 돈다 해석했을 때 힘의 방향을 구했습니다.

그렇게 가속도 함수를 구해보니 방향이 A 입장에서의 구심력으로 나오더군요.

A 입장에서의 구심력을 원점 입장에서 보면 원점 입장에서의 구심력의 반대 방향으로 작용하니까?

원심력이다!!라고 결론을 지었습니다.

근데, 확인 차 학교 물리2 선생님께 여쭤봤더니

원심력은 관성에 의해 발생하는 것인데...아니지 아닐까?

하시더라고요...

제가 구한게 원심력이 맞나요??

그럼 제가 찾은 것은 무엇인가요?

주변에 여쭤볼 사람이 물리 선생님 뿐이네요ㅠㅠㅠ

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Answer 1

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

천체운동과 같은 상황이 아닌 원점이 고정점이고 A가 도는 상황이라고 생각하겠습니다. A를 기준으로 잡고 원점이 뱅글뱅글 도는 상황에서, 원점이 A와 같은 속력으로 돌 때의 구심가속도를 계산하면 그것은 원점이 A 주변으로 도는데 필요한 구심가속도이며, 원점의 질량을 곱하면 원점이 A 주변으로 도는데 필요한 구심력이 됩니다. 힘은 언제나 쌍방으로 작용하기 때문이죠. 물론 원점은 실제로 어딘가에 고정되어있고, A가 돌 때 원점의 고정점을 짓누르는 힘이 구심력과 크기가 같을 것입니다.

원심력은 관성력으로 A가 위치한 지점을 시작점으로 표시해주어야하며 A가 원점에 이어진 장력과 반대되는 방향으로 작용하는 관성력이 되겠습니다. 여기서 원심력은 A가 원운동할 때 방향을 지속적으로 바꾸는데 있어 나타나는 관성력으로 해석하면 됩니다.