자유 낙하 운동과 저항이 없는 빗면 운동의 차이는 무엇인가요?

Question

두 운동을 하는 물체의 질량이 같고 모두 저항이 없으면 물체의 속력은 같아야 하는 것 아닌가요?

자유 낙하 운동은 연직 방향으로 중력의 힘을 받고, 빗면 운동은 기울기가 있는 빗면에 의해서 중력의 힘을 바로 받지 못하는 것이 차이일까요? 분명 차이가 있는 것 같은데 명료하게 설명되지 않아 답답합니다...

Answer 1

안녕하세요.

자유 낙하 운동과 빗면 운동의 차이점은 우선 자유 낙하의 경우 가속도는 g (9.8 m/s²)로 일정합니다. 빗면 운동의 경우 가속도는 gsin⁡θ로, 빗면의 기울기 θ에 의해 결정됩니다. 따라서 gsin⁡θ는 g보다 작습니다. 운동 방향의 경우 자유낙하는 항상 연직 방향으로 중력에 의해 끌려 내려갑니다. 빗면 운동은 빗면의 기울기를 따라 움직입니다. 또, 자유 낙하는 속도 증가율이 g로 일정합니다. 빗면 운동은 속도 증가율이 gsin⁡θ로, θ가 클수록 더 빠르게 증가합니다.
따라서, 비록 두 운동 모두 중력에 의해 가속되지만, 빗면의 각도에 의해 빗면 운동의 가속도가 달라지므로 속력도 달라집니다. 이로 인해 두 운동의 속력은 다를 수밖에 없습니다.