◈『 중력 』◈ 에 관한 문제..

1. 지구를 중심을 관통하는 굴에서의 낙하 운동은 어떻게 될까 ? (공기저항 고려)  → 지구의 중심을 관통하는 굴에서 낙하 운동은 일단 처음에 지구의 중심까지는 자유낙하운동과 유사한 운동을 하겠으나 공기저항력으로 인해 가속도가 점점 감소하여 0이되어 종단 속도에 이릅니다. 그리고 지구의 중심에서는 내려가던 관성이 있기 때문에 바로 멈추지는 못하고 어느정도 지구 중심 반대쪽으로 올라가다가 지구 중력 때문에 다시 낙하 운동을 시작할 것입니다. 그러다가 지구 중심에서 다시 관성 때문에 처음에 낙하 운동을 했던 쪽으로 올라갈 것이고 다시 지구 중심으로 낙하하는 운동을 반복하겠습니다. 결론적으로 말씀드리면 공기저항이 없다면 지구 중심을 대칭으로 처음 위치와 반대 위치를 왔다 갔다하는 왕복운동을 하겠지만 공기 저항이 있다면 처음 위치와 반대 위치를 왕복운동하다가 저항으로 멈추는 운동을 할 것입니다. 2. 날아가던 비행기의 엔진이 꺼지면 비행기는 추락을 한다. 이때 비행기가 추락할 때의 운동은 ?  → 비행기는 앞으로 등속직선운동하려는 관성을 받습니다. 또한 지구 중력도 받습니다. 따라서 수평면에서 던진 물체의 운동과 같은 포물선 운동을 할 것입니다. 즉, 수평방향으로는 등속도운동 수직방향으로는 자유낙하운동을 하려고 할 것입니다. 3. 공상과학 영화에서 우주 공간에 만든 우주 정거장을 회전시키는데 필요한 동력은 어떻게 공급할까 ?  → 우주 정거장이 지구 둘레를 도는 힘은 지구의 중력이 구심력이 되어 만들어지는 등속원운동입니다. 우주 정거장에 작용하는 중력이 회전시키는 힘이 되므로 동력을 공급할 필요가 없습니다. 4. 지구의 공전 속도가 지금보다 더 빨라진다면 태양이 당기는 힘을 점차로 벗어나 우주 속을 여행하고 있을 것이고 속도가 작아진다면 태야 속으로 점차 빨려들어갔을 것이다(지구종말). 어느 날 갑자기 태양과 지구 사이의 만유인력이 사라져 버린다면 지구에 어떤 현상이 나타나겠는가 ?  → 지구가 태양 주변을 도는 이유는 만유인력이 구심력이 되어서 입니다. 그런데 그 구심력이 사라져 버리면 지구는 현재 돌고 있던 공전궤도의 접선방향으로 튕겨져 나가버릴 것입니다. 마치 실에 공을 매달아 돌리다가 실이 끓어질 때와 마찬가지죠.. 5. 지구의 자전 속도가 더 빨라지면 사람의 몸무게는 감소한다. 그러면 회전속도가 증가하는 우주기지 내에 사람이 있다면 몸무게는 ? ① 증가한다 ② 감소한다 ③ 변화없다  → 사실 이번문제는 조금 자신이 없습니다. 그래도 말씀을 드리면 사람의 몸무게는 그 사람이 어느 위치에 있느냐 즉, 높이에 따라서만 변할 수 있습니다. 우주기지 내에 사람이 있고 회전속도가 변하더라도 같은 궤도를 돌고 있다면 그 사람의 몸무게는 변하지 않을 것입니다.   오늘도 좋은 하루되세요..