밀도와 유체에 작용하는 중력의 크기의 관계가 뭔가요?

Question

지구에서 밀도의 차이에 의해 대류가 일어난다고 배웠습니다.

밀도가 상승하면 유체는 하강하고 밀도가 감소하면 유체는 상승한다고 하더군요.

유체에 작용하는 중력은 물체의 질량에 비례하므로 유체의 밀도가 작아진다 한들 그 부피가 증가해 질량이 일정하게 유지되어

물체에 작용하는 중력은 일정한 것 아닌가요?

중력의 크기와 밀도는 무슨 관련이 있나요?

지구를 예로 대기는 중심에서 멀리 떨어져 있고 무거운 원소들은 가까운 곳에 있다는 예시 말고 엄밀한 설명 부탁 드립니다

Answer 1

안녕하세요.

지구의 공기가 대류하는 것에 의문이 시작된 것 같습니다.

먼저 대류는 온도차이에 의해 발생합니다.

온도가 높으면 부피가 커지고 밀도가 낮아져 위로 상승합니다.

Q : 유체에 작용하는 중력은 물체의 질량에 비례하므로 유체의 밀도가 작아진다 한들
그 부피가 증가해 질량이 일정하게 유지되어 물체에 작용하는 중력은 일정한 것 아닌가요?

-> 중력은 만유인력의 법칙에 의해

물체의 질량에 비례하고 중심점 사이의 거리에 반비례합니다.

질량이 같다면 지구 중심에서의 거리에 따라 중력에 차이가 있겠죠.

물론 대기권 수준의 거리에서는 큰 차이가 발생하지 않지만 지표면에 가까울수록 중력이 더 커집니다.

Q : 중력의 크기와 밀도는 무슨 관련이 있나요?

-> 위 설명과 마찬가지로 물체의 질량 & 거리에 따라 바뀝니다.