학문

원심력은 왜 ‘가짜 힘’이라고 불리나요?

물리에서 원심력이 실제로 존재하는 힘이 아니라 관성에 의한 겉보기 힘이라고 배우는데, 회전하는 차 안에서 몸이 바깥으로 쏠리는 느낌이 실제로는 왜 다른 원리로 설명되는지 궁금합니다

1개의 답변이 있어요!

  • 안녕하세요. 이수민 전문가입니다.

    원심력이 가짜라고 불리는 건 그 힘을 미는 주체가 없기 때문이에요. 진짜 힘은 누군가 밀거나 당겨야 생겨요. 중력은 지구가 당기고, 마찰은 바닥이 밀죠. 그런데 회전하는 차 안에서 몸을 바깥으로 미는 존재는 아무도 없어요. 몸이 바깥으로 쏠리는 느낌은 실제로는 몸이 가던 방향으로 그냥 계속 가려는 관성이에요.

    차가 왼쪽으로 꺾일 때를 생각해보면 이래요. 몸은 관성 때문에 직진하려 하는데, 차는 왼쪽으로 방향을 틀어요. 밖에서 보면 몸은 직진하고 차가 왼쪽으로 파고드는 상황이라, 결과적으로 몸이 차 오른쪽 문에 밀착돼요. 이때 실제로 작용하는 힘은 문이 몸을 왼쪽으로 미는 힘이에요. 이게 몸을 원을 따라 돌게 만드는 구심력이고요. 우리는 문에 눌리는 감각을 바깥으로 쏠리는 힘이라고 해석하지만, 물리적으로는 문이 안쪽으로 밀고 있는 것뿐이에요. 급정거할 때 몸이 앞으로 쏠리는 것과 똑같은 일이 방향만 바꿔 일어난 거예요.

    그럼 왜 굳이 원심력이라는 이름을 쓰느냐면, 회전하는 차 안의 관점에서 계산하면 편하기 때문이에요. 차 안에 앉은 사람 입장에서는 차가 정지해 있으니 자기 몸이 바깥으로 밀리는 걸 설명하려면 가상의 힘을 하나 도입해야 해요. 그게 원심력이에요. 존재하지 않지만 회전하는 관점에서는 실제처럼 계산되는 힘이라 관성력 또는 겉보기 힘이라고 불러요. 태풍이 도는 방향을 계산할 때 쓰는 코리올리힘도 같은 계열이고요.

    그러니까 원심력은 힘이 아니라 관성을 회전하는 사람 눈으로 본 모습이에요. 밖에서 보면 관성과 구심력만 있고, 안에서 보면 원심력이 나타나는 거예요 :)

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