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과학 꼼지락
2007.03.17 16:56
진공에서 무거운 물체와 가벼운 물체중 어떤 것이 더 빨리 떨어질 것이라고 생각하십니까? 답은 "동시에 떨어진다"입니다. 아주 우스운 질문이었습니다. 그럼 다른 질문 하나 하겠습니다.

" 무거운 물체와 가벼운 물체는 동시에 떨어집니까?

그러게 말입니다. 도대체 왜 동시에 떨어질까요? 갈릴레오 갈릴레이가 동시에 떨어진다고 했으니까 그런 건가요? 무거우면 지구가 당기는 힘도 클 테고, 당기는 힘이 크면 빨리 떨어져야 정상이 아닐까요? 다음과 같은 상상을 통해 알아봅시다.

진공상황에서 1kg 짜리 아령이 하나 있습니다. 이 아령을 10m에서 떨어뜨리면 땅에 도달하는데 걸리는 시간이 얼추 1.4초 정도 되는군요.[각주:1] 이제 아령을 하나 더 구해봅시다. 그리고 두개를 동시에 떨어뜨립니다. 두 아령이 땅에 박치기를 하는데 걸리는 시간은 얼마일까요? 당연히 각각 1.4초씩 걸릴 것입니다.

그럼 이제 두 아령을 아주 가깝게 해서 떨어뜨려봅시다. 아주 정교하게 떨어뜨리면 두 아령은 접촉한 채로 땅에 도달할 것입니다. 이 경우 또한 두 아령이 땅에 떨어지는데 걸리는 시간은 1.4초가 되겠지요? 그럼 이제 두 아령을 본드로 붙여봅시다. 본드의 무게는 거의 나가지 않기 때문에 고려하지 않아도 될 것입니다. 이렇게 해도 낙하시간은 1.4초 걸림을 알 수 있습니다.[각주:2] 두 아령을 붙인 것의 무게는 2kg, 떨어지는 시간은 1kg짜리와 같습니다. 그럼 이제 1kg짜리와 2kg이 된 아령을 이용해 3kg짜리 또한 떨어지는 시간이 같을 것이라고 예상할 수 있습니다. 이런 식의 생각을 반복하다보면 XXkg 짜리 물체들은 모두 떨어지는 시간이 같다고 유추할 수 있습니다. 처음 실험을 할 때 아령을 1kg짜리가 아니라 0.000000000000001kg짜리 물체를 사용했다면 모든 물체는 떨어지는 시간이 같다고 말할 수 있겠지요.

그래서 무겁다고 빨리 떨어지는 것이 아니었군요!
  1. 구지 확인해 보고 싶으시다면 제발 사람이 없는 곳에서 아령을 투하해 주시기 바랍니다. [본문으로]
  2. 두 물체가 아주 가까워서 접촉해서 떨어지나, 그 접촉을 더 단단하게 고정시켜주나 마찬가지니까요. [본문으로]

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thinknewidea | 2009.04.09 21:10 | 절대주소 | 수정/삭제 | 댓글
재밌다....쉬운생각 같은데...실제로 생각해보지는 않았는데.... 재밌는 생각을 많이 하시네요..
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