관성을 가속도 법칙으로 이해해도 될까요?
저는 고등학교 2학년 학생입니다. 물리1 과목을 공부하던 중 궁금한 것이 있어 질문합니다.
관성의 특징이 질량이 클 수록 관성을 유지하려는 성질이 더 커진다고 배웠는데 질량과 관성이 무슨 관계가 있는지 궁금해서 생각해보다가 가속도 법칙을 생각해보았습니다.
*제가 생각한 내용입니다.
두 물체가 마찰이 없는 수평면에서 정지해있을 때 질량이 각각 1kg,2kg이라고 하고 똑같이 10N을 주면 둘의 가속도가(뉴턴 운동 제 2법칙에 따르면) 10m/s^2, 5m/s^2이 나옵니다. 그래서 질량이 가속도와 반비례 관계이기에 질량이 크면 가속도가 잘 생기지 않아서 즉 속도 변화량이 줄어들어 운동상태가 잘 변하지 않는다. 다시 말해 정지하려는 관성이 커진다. (운동관성은 헷갈려서 생각은 못해봤어요.)
라고 생각을 해보고 선생님께 여쭤봤는데 관성을 이해하는데 도움이 될 수는 있지만 엄밀하게 보면 직접 관성을 힘과 연관시키는 것이 잘못되었다고 말씀해주셨는데 (대학 과정이 들어간다고 말씀하셨던 것 같아요) 선생님 말씀이 잘 이해가 안돼서 여기에 질문합니다. 제가 생각한 부분 중에서 어디가 틀렸고 대학 과정 들어간다면 쉽게 설명해주세요...정말 궁금합니다 친절하고 꼼꼼하게 설명 부탁 드립니다. 자세히 알고 싶어요..😢
안녕하세요. 김재현 전문가입니다.
관성이란 정의를 다시 생각해봐야 합니다. 뉴턴의제1법칙인 관성의 법칙은 외부에 힘이 가해지지 않는한 모든 물체는 자기 상태를 그대로 유지하려고하는 성질이라고 정의합니다. 따라서 질량이 크면 관성이 커지는것이고 관성은 질량에 의해 결정되어집니다. 질문주신 내용은 관성을 같은 힘을 주었을때 속도의 변화량과 운동상태의 상관관계로 이해하셨는데 이는 외부힘이 존재하고 A와 B의 속도가 달라 동일한 관성계라고 보기 힘듭니다.
관성은 오직 질량과 연관있다고 생각하면됩니다.