높은 곳에서 떨어뜨린 물체가 무거우면 더 빨리 떨어지나요?

Question

높은곳에서 두 물체를 떨어뜨린다고 했을때

둘 중 더 무거운 물체가 더 빨리 떨어지게 되는게 맞나요?

중학교, 고등학교 과학책에서 배운 것 같은데 기억이 가물가물하네요.

Answer 1

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

공기저항이 없는경우 무게에 상관없이 동일하게떨어집니다.

공기저항이 있으면 저항에 따라서 낙하속도가 달라집니다.

감사합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

공기저항을 무시하지 않고, 물체의 모양이 같을 경우에는 무거운 물체가 더 빨리 떨어집니다.

진공 상태일 경우에는 똑같이 떨어지겠지만, 공기 저항을 고려했을 때에는 가벼운것이 공기저항에 더 잘 반응하고 무거운 것은 공기저항을 무시할 수 있기 때문에, 무거운 것이 더 먼저 떨어집니다.

공기는 작은 입자 알갱이로 생각하시면 됩니다. 무거운 물체는 작은 입자 알갱이가 부딪혀도 잘 움직이지 않으며, 가벼운 물체의 경우에는 작은 입자 알갱이가 부딪히면 무거운 물체보다 잘 움직이기 때문입니다. 이것이 저항으로 작용해 가벼운 물체가 저항에 더 잘 반응하여 낙하 속도가 줄어드는 것이죠.

도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.

Answer 3

만약 공기의 저항이 없다면 모든 물체는 무게에 상관없이 동시에 떨어지게 됩니다.

모든 물체에 작용하는 중력의 크기(=mg)는 떨어지는 물체의 질량에 비례하는데, 뉴턴의 운동 제2법칙인 F=ma에 이를 적용하여 보면, mg=ma와 같은 결과가 얻어지므로 물체의 가속도는 a=g로 물체의 질량과는 관계가 없으므로 질량으로 인한 효과는 상쇄됩니다.

공기의 저항이 있다면 무거운 물체가 더 빨리 떨어질 것입니다.

Answer 4

안녕하세요. 한만전 과학전문가입니다.

무게는 중력이 당기는 힘을 말합니다. 중력은 질량에 비례합니다. 무거운 물체는 떨어지려는 힘이 항력에 비해 더 크기 때문에 좀더 빨리 떨어 집니다. 하지만 공기의 저항때문에 변수는 발생할수 있습니다.

가벼운 물건과 무거운 물건의 떨어지는 속도를 비교하기 위해서는 모양이 똑같아서 공기의 저항이 같다는 조건이 있어야 합니다. 모양이 다르면 공기의 저항 때문에 가벼운 물건이 먼저 떨어질 수도 있습니다.

Answer 5

물리의 기본 공식 중 하나인 뉴턴의 운동 법칙은 F = ma => 힘 = 질량 x 가속도 입니다.

중력에 대해서 F = ma = mg가 되고 ma = mg 에서 a = g가 됩니다.

즉, 질량이 무겁더라도 그만큼 무거운 질량 때문에 더 많은 힘이 들게 됩니다.

실제로는 깃털이 가벼워서 공기저항 때문에 늦게 떨어지지만,

공기저항이 없는 진공이라면 어떤 질량이든 똑같이 떨어지게 됩니다.