공중에서 가벼운 물체와 무거운 물체가 떨어질때 어떤 물체가 먼저 떨어지나요?

Question

공기저항이 존재 할때, 똑같은 크기일경우 어떤 물체가 먼저 떨어지나요?

공기저항이 존재할때, 무거운 물체는 1m^2 정도에 평평한 판이고, 가벼운 물체는 공모양이면, 공기저항을 무거운 물체가 더욱 많이 받으니까 무거운 물체가 더 늦게 떨어지나요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.

물체가 지상에서 떨어질 때, 초기에는 가속도가 붙지만, 일정한 속도에 도달하면 속도가 더 이상 증가하지 않고 일정하게 유지됩니다. 이러한 속도를 달성하면, 운동 상태를 “등속 운동”이라고 합니다. 일정한 속도가 되면 그 물체의 중력 속도에 비해 공기저항을 받기 때문에 속도가 일정해집니다.

따라서, 무거운 물체와 가벼운 물체가 같은 크기일 때, 공기저항을 무시하지 않는다면 무거운 물체가 더 빨리 떨어집니다. 이는 공기가 작은 입자 알갱이로 생각할 때, 무거운 물체는 작은 입자 알갱이가 부딪혀도 잘 움직이지 않으며, 가벼운 물체의 경우 작은 입자 알갱이가 부딪히면 무거운 물체보다 잘 움직이기 때문입니다. 그러나 진공 상태에서는 무게에 관계없이 같은 중력 가속도를 받기 때문에 두 물체는 동일한 속도로 떨어집니다.

Answer 2

안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.

공기 저항이 존재할 때 똑같은 크기의 물체라도 무게와

모양에 따라 낙하 속도가 달라질 수 있습니다.

일반적으로 무거운 물체가 더 빨리 떨어지는 것으로

생각합니다. 공기 저항이 존재하는 경우에는 무게만으로는 낙하 속도를 결정할 수 없습니다. 공기 저항은 물체의 낙하 속도를 감소시키는 역할을 하며 무거운 물체는 더 큰 공기 저항을 받습니다.

물체의 모양 공기 저항에 영향을 미칩니다.

공기 저항을 적게 받는 날렵한 모양의 물체는 더 빠르게 떨어집니다.

공기 저항을 많이 받는 평평한 모양의 물체는 더 느리게 떨어집니다.

무게가 같더라도 공기 저항을 적게 받는

공 모양의 물체가 평평한 판 모양의 물체보다 먼저 떨어질 가능성이 높습니다.

예를 들어 1m^2 크기의 깃털과 같은 무게의

납판을 동시에 떨어뜨린다면 깃털이 납판보다 먼저 땅에 닿을 것입니다.

깃털은 공기 저항을 적게 받는 날렵한 구조를 가지고 있기 때문입니다.

공기 저항은 물체의 속도가 증가할수록 더 커

집니다.

진공 상태에서는 공기 저항이 없기 때문에 모든 물체는 같은

속도로 낙하합니다.

유체 역학은 물체와 유체(공기 물 등)의 상호 작용을

연구하는 학문입니다.

공기 저항이 존재할 때 똑같은 크기의 물체라도 무게와 모양

에 따라 낙하 속도가 달라집니다. 일반적으로 공기 저항을 적게 받는

날렵한 모양의 물체가 더 빠르게 떨어집니다.

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Answer 3

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

공중에서 가벼운 물체와 무거운 물체가 동시에 떨어질 때, 중력은 두 물체에 동일하게 작용합니다. 따라서, 공기 저항이나 다른 외부 요인이 없는 경우, 두 물체는 동시에 떨어지게 됩니다. 이것은 갈릴레오가 발견한 "등속도 원리"에 따른 현상입니다.

무거운 물체가 가벼운 물체보다 더 빨리 떨어진다고 생각할 수 있지만, 중력이 작용하는 세기는 두 물체의 질량과 관련이 있기 때문에 두 물체는 동시에 떨어지게 됩니다.