진공 상태에서 깃털과 자동차가 떨어졌을 때 같은 속도로 떨어지나요

Question

공기가 있을 때는 깃털은 공기의 저항을 받아서 천천히 내려가는 것으로 아는데요 마냥 공기가 없다면 자동차나 깃털이나 똑같이 떨어지나요

Answer 1

안녕하세요.

공기가 없는 진공 상태에서는 모든 물체가 무게나 크기에 관계없이 같은 가속도로 자유 낙하합니다. 이 현상은 물리학의 기본 원칙 중 하나로, 아이작 뉴턴의 만유인력 법칙과 그의 운동 법칙에 의해 설명됩니다. 진공 속에서 깃털과 자동차가 동시에 떨어질 경우, 어떠한 공기 저항도 없기 때문에 두 물체 모두 지구의 중력 가속도(9.81 m/s²)를 받아 동일한 속도로 가속됩니다. 이러한 현상은 갈릴레오 갈릴레이에 의해 처음으로 실험적으로 관찰되었으며, 후에 뉴턴이 수학적으로 정립하였습니다.
공기 중에서 깃털이 천천히 떨어지는 이유는 깃털이 가진 큰 표면적 때문에 상대적으로 큰 공기 저항을 받기 때문입니다. 반면, 진공에서는 이러한 공기 ㅈ항이 존재하지 않아 깃털과 자동차는 무게와 크기에 관계없이 같은 속도로 떨어지게 됩니다.