쉬우면서도 어려운 과학문제입니다.
상추 1kg와 삼겹살 1kg의 무게는 같을까요? 또 솜 1kg와 돌 1kg을 같은 바구니에 넣어서 똑같은 높이에서 떨어뜨렸을때 동시에 떨어질까요??
안녕하세요.
상추와 삼겹살, 각각 1kg의 무게를 지닌다는 사실은 물리학의 기본적인 원리, 즉 질량 보존의 법칙(Mass Conservation Law)에 따라 무게가 동일하게 측정됩니다. 이는 질량이란 양은 물체가 포함하고 있는 물질의 양을 나타내며, 그 양에 따라 무게가 결정된다는 것을 의미합니다. 따라서 상추와 삼겹살 모두 질량이 1kg일 경우, 그 무게는 필연적으로 같게 됩니다.한편, 솜 1kg와 돌 1kg을 같은 높이에서 동시에 떨어뜨렸을 때의 상황을 고려하면, 이론적으로 무게가 동일하다 하더라도 물체의 밀도와 공기 저항에 의한 차이가 발생합니다. 뉴턴의 중력 법칙(Newton's Law of Gravity)에 의해 모든 물체는 지구로부터 동일한 가속도(g ≈ 9.81 m/s²)를 받으며 자유 낙하합니다. 그러나, 솜은 상대적으로 큰 부피를 차지하고 공기 저항을 많이 받기 때문에 돌에 비해 떨어지는 속도가 느릴 수 있습니다. 이는 갈릴레이의 실험(Galileo's Experiment)과도 일치하는데, 공기 저항이 없는 진공 상태에서는 두 물체가 동시에 땅에 도달한다는 것을 발견했습니다. 이러한 현상을 이해하기 위해서는 물체의 터미널 속도(Terminal Velocity) 개념도 중요한데, 이는 물체가 자유 낙하 중에 공기 저항과 중력이 균형을 이루어 더 이상 가속되지 않는 최대 낙하 속도를 의미합니다.
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.
kg은 무게의 단위입니다. 넌센스적인 요소들을 배제한다면 상추 1kg과 고기 1kg은 당연히 동일한 무게입니다.
두번째 문제는 바구니의 모양에 따라 결과가 달라질 수 있습니다. 위쪽에 오픈되어 있거나 바구니 사이에 틈새가 있어 공기가 유입되는 부분이 있는지가 영향이 있을 것으로 보입니다.
만약 바구니가 캡슐형으로 전부 감싸는 형태이고 외부 공기를 완전히 차단하는 재질, 내부를 진공으로 유지시켜준다면 솜과 돌은 동일한 시간에 떨어질 것입니다.
감사합니다.