높은곳에 떨어지는 빗방울은 왜 안 아픈걸까요?
중력가속도로 떨어지는 빗방울은 왜 안 아픈걸까요? 질량이 워낙 작아서 그렇다면 모기는 빗방울에 맞으면 아파 할까요?
원리가 무엇인가요?
안녕하세요.
떨어지는 빗방울이 중력가속도의 영향을 계속 받아 가속이 되는 것은 맞습니다.
다만, 속도가 빨라지다가 공기저항력이 중력가속도가 같은 크기가 되면 서로의 힘이 상쇄되어 등속운동을 하게됩니다.
우리가 빗방울을 맞고 아파하지 않는 이유입니다.
모기가 빗방울에 맞을 때는 빗방울에 빨려들어갔다가 무게 차이에 의해 다시 빠져나오게 됩니다.
지면과 가까운 곳에서 빗방울을 맞는다면 빗방울에 빨려들어가 지면과 충동하겠지만
그렇지않다면 지면과 부딪히기 전에 빗방울을 빠져나와 큰 타격은 없다고합니다.
(빗방울과의 충격은 외골격으로 인해 견딜 수 있다고 합니다.)
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
실제로 모기가 빗방울에 정통으로맞으면 위험할 수 있으나 모기는 빗방울을 순간적으로 다리로붙잡아 함께 내려간 뒤 빗방울에서 탈출합니다.
감사합니다.
안녕하세요. 김동민 과학전문가입니다.
떨어지는 물체의 운동에너지(아픈정도)는
물체의 무게와 속도의 제곱에 비례합니다
E= 1/2mv^2
즉 빠르고 무거우면 아픈거죠!
작성자께서 걱정하신 것은 아마 무게보다는
높은 곳에서떨어지는 빗방울의 속도가 고민이셨을 것 같습니다
일반적으로 지구에서 떨어지는 물체는 지구 중력에 의해 가속되며 점점 빨라지지만
빨라지는 만큼 지구의 대기(공기)에 대한 저항이 쎄집니다.
가속하는 힘(중력)과 저항하는 힘(공기저항)이 같아지는 순간 더이상 빨라질 수 없는=속도가 일정해지는 순간이 생기는데 이때의 속도를 종단속도라고 합니다.
공기저항은 물체마다 다르기때문에 종단속도도 믈체마다 달라지는데
공기저항이 클 수록 종단속도에 빨리 도달하여 물체 속도가 빠르지않게 됩니다.
깃털이 아무리 높이서 떨어진다해도 빨라지지도, 맞아서 아프지도 않는 것과 같죠!
계산상 4000~5000m 상공에서 떨어지는 빗방울은중력가속도만 고려했을 때 지상에 300m/s보다 빠르게 낙하할수 있습니다.
총알이 600~1000m/s 정도니 엄청빠르죠
하지만 실제로 빗방울은 공기저항때문에 2~20m/s 정도로 떨어진다고 합니다.
가벼운데 속도도 그다지 빠르지않으니
아프지않겠죠!?
뉴턴의 법칙으로 인해 중력가속도에 의하면 속도가 점점 증가합니다.
하지만 실제 세계에는 공기라는 어디에나 존재하는 물체가 계속 부딪힙니다.
따라서 물방울은 일정 속도 이상 증가하지 않습니다.
