가속도가 생기는 이유는 무엇인가요?

Question

물체를 떨어뜨렸을 때 공기 저항이 없다면 일정하게 속도가 증가한다고 알고 있습니다. 이 때 무슨 이유로 속도가 증가하는 건가요? 중력 가속도 이외의 가속도가 발생하는 이유도 궁금합니다

Answer 1

안녕하세요.

가속도가 생기는 이유는 크게 물체에 작용하는 외부 힘 때문입니다. 뉴턴의 2ㅔㅈ운동법칙에 따르면, 물체에 힘이 작용하면 그 힘의 방향으로 가속도가 발생합니다. 이 법칙은 일반적으로 F= ma로 표현되며, 여기서 F는 물체에 작용하는 힘, m은 물체의 질량, a는 가속도입니다.
예를 들어, 물체를 자유 낙하시킬 때 공기 저항이 없다면, 물체에 작용하는 유일한 힘은 중력입니다. 중력은 지구와 물체 사이의 질량으로 인해 발생하며, 이 힘은 물체의 질량과 중력가속도의 곱으로 계산됩니다(F = mg). 여기서 g는 중력가속도로, 지구 표면 근처에서는 대략 9.81 m/s²의 값을 가집니다. 중력만 작용할 때, 이 힘은 물체를 지속적으로 가속시키므로 물체의 속도가 시간이 지남에 따라 증가합니다.
중력 가속도 외에도 다른 종류의 가속도가 발생할 수 있는데, 이는 다른 외부 힘의 작용 때문입니다. 예를 들어, 자동차가 엔진의 동력으로 가속할 때, 엔진은 차량을 추진하는 힘을 제공하고, 이 힘은 자동차의 질량에 작용하여 가속도를 발생시킵니다. 비슷하게, 로켓이 우주로 발사될 때 추진체가 내 뿜는 가스는 로켓을 추진하는 데 필요한 엄청난 힘을 제공하며, 이로 인해 로켓은 가속됩니다.