중력가속도란 무엇인지 상세히 답글 바랍니다만…?

Question

중력가속도란 무엇인가여? 중력가속도가 무엇인지에 대한 질문입니다만, 중력가속도란 무엇에 대한 가속도고, 각 g마다 어떤 것을 느끼는지도 잘 아시는 분들 계시다면 상세히 답글 바랍니다만…

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안녕하세요. 이수민 전문가입니다.

중력가속도는 물체가 중력만 받아 떨어질 때 속도가 얼마나 빠르게 붙는지를 나타내는 값이에요. 무언가를 가만히 놓으면 아래로 떨어지면서 점점 빨라지는데, 그 빨라지는 정도가 바로 중력가속도랍니다.

먼저 가속도가 뭔지부터 짚을게요. 가속도는 속도가 변하는 정도예요. 물체가 떨어질 때 처음엔 느리다가 시간이 갈수록 빨라지잖아요. 지구에서 이 빨라지는 정도는 1초마다 초속 약 9.8미터씩이에요. 이걸 보통 g라고 표시해요. 무슨 말이냐면, 물체를 놓은 지 1초 뒤엔 초속 9.8미터, 2초 뒤엔 초속 19.6미터, 3초 뒤엔 초속 29.4미터로 계속 빨라진다는 거예요. 매 순간 중력이 물체를 끌어당기니까 속도가 쉬지 않고 붙는 거죠.

여기서 재미있는 건 무거운 물체나 가벼운 물체나 똑같은 g로 떨어진다는 거예요. 쇠공과 나무공을 같은 높이에서 동시에 놓으면 나란히 떨어져요. 무거우면 빨리 떨어질 것 같은데 안 그래요. 공기 저항만 없다면 깃털도 쇠구슬과 똑같이 떨어진답니다. 중력가속도는 물체의 무게와 상관없이 일정하거든요.

각 g마다 무엇을 느끼는지 물어보셨는데, 이게 흥미로운 부분이에요. 우리가 평소 땅에 서 있을 때 받는 게 1g예요. 이건 우리 몸무게 그대로를 느끼는 평범한 상태죠. 그런데 이 g가 커지거나 작아지면 몸이 확 다르게 느껴요.

놀이기구를 타고 아래로 뚝 떨어질 때 순간적으로 몸이 붕 뜨는 느낌, 그게 g가 0에 가까워지는 무중력 비슷한 상태예요. 우주비행사가 우주에서 둥둥 뜨는 것도 이 0g 상태고요. 반대로 g가 커지면 몸이 짓눌리는 느낌이 들어요. 빠른 롤러코스터가 곡선을 돌 때 몸이 좌석에 파묻히듯 눌리는 게 2g에서 3g 정도예요. 몸무게가 두세 배로 무거워진 것처럼 느끼는 거죠. 전투기 조종사는 급격히 방향을 틀 때 5g가 넘는 힘을 받는데, 이쯤 되면 피가 아래로 쏠려서 잠깐 시야가 어두워지기도 해요. 그래서 특수한 압박복을 입고 훈련을 받는답니다.

참고로 중력가속도는 장소에 따라 조금씩 달라져요. 달에서는 지구의 6분의 1 정도라서 같은 힘으로 뛰어도 훨씬 높이 뛰어오르고 천천히 떨어져요. 달에서 우주비행사들이 껑충껑충 뛰어다니는 게 이 때문이에요. 목성처럼 큰 행성은 반대로 중력가속도가 훨씬 커서 몸이 무겁게 짓눌릴 거예요.

정리하면 중력가속도는 중력만으로 떨어지는 물체의 속도가 1초마다 얼마나 빨라지는지를 나타낸 값이고, 지구에서는 약 9.8이에요. 무게와 관계없이 일정하며, 이 값이 커지거나 작아질 때 우리 몸은 짓눌리거나 붕 뜨는 느낌으로 그 변화를 느끼는 거랍니다 :)