만일 달리는 기차 지붕에서 점프를 하면 기차가 움직인 거리만큼 점프한 사람은 뒤로 움직이게 되는 건가요?

Question

서부 영화를 보면 기차 지붕에서 싸우는 장면이 나오잖아요. 만일 달리는 기차 지붕에서 점프를 하면 기차가 움직인 거리만큼 점프한 사람은 뒤로 움직이게 되는 건가요?

Answer 1

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.네, 만약 달리는 기차의 지붕에서 점프를 한다면, 기차와의 상대적인 운동 상태가 변화하게 됩니다. 기차와 같이 이동하고 있던 몸체에서 탈출하여, 지면에 대한 상대적인 운동 상태가 되면서 뒤로 밀리는 것처럼 느껴질 수 있습니다.

이것은 상대적인 운동 상태 변화에 의한 결과이므로, 기차의 속도에 따라 달라질 수 있습니다. 이론적으로, 점프하기 전과 후의 기차의 상대적인 속도 차이가 크지 않은 경우, 뒤로 밀려나는 것은 미미할 수도 있습니다. 그러나 상대적인 운동 상태 변화의 크기는 점프하는 순간의 기차와의 상대적인 속도 차이에 비례하므로, 기차의 속도가 높을수록 뒤로 밀려나는 정도가 커질 것입니다.

Answer 2

네, 만약 달리는 기차에서 점프한다면, 기차가 움직인 거리만큼 그 사람도 뒤로 움직이게 됩니다. 이는 관성의 법칙으로 설명됩니다. 관성의 법칙은 물체가 그 자리에서 정지하거나 일정한 속도로 직선운동할 때 계속 그 상태를 유지하려는 성질을 말합니다. 따라서, 기차에서 이동 중인 사람이나 물체도 기차와 같은 속도와 방향으로 움직이기 때문에, 점프를 하게 되면 기차와 같은 속도와 방향으로 나아가며, 기차가 움직인 거리만큼 뒤로 움직이게 됩니다. 이러한 이유로 기차에서의 점프는 매우 위험한 행동입니다.

Answer 3

안녕하세요. 최정훈 과학전문가입니다.

결론부터 말하자면 그렇지 않습니다. 이미 기차위에서 서있었다는 가정을 한다면 이미 그 인간은 기차를 통해서 앞으로 가고자하는 힘을 작용받고 있는 상태 입니다. 그로인해 기차 위에서 제자리 뛰기를 하더라도 이미 앞으로 진행되는 에너지를 가하고 있기 때문에 같은 기차 위치에 착지 하게 되는 것입니다. 달리는 차안에서 물건을 위로 던진다고 해서 물건이 공중에서 뒤로 가지 않는것과 같은 원리라고 생각할 수 있습니다.