질량이 두배 차이나는 구슬을 같은 높이에서 떨어트리면 떨어지는 시간과 속도는 어떻게 차이가 나나요?

Question

안녕하세요

중력 가속도는 바뀌지 않는다고 배웠습니다.

만약에 질량이 두배 차이나는 구슬을 같은 높이에서 떨어트리면 떨어지는 시간과 속도는 어떻게 차이가 나나요?

Answer 1

안녕하세요.

두 구슬이 질량 차이가 있더라도 같은 높이에서 동시에 떨어뜨릴 경우, 공기 저항이 무시할 수 있을 정도로 작거나 진공 상태라면 두 구슬은 동일한 시간에 바닥에 도달합니다. 이는 갈릴레오 갈릴레이의 실험과 아인슈타인의 등가원리에 의해 뒷받침되는 결과로, 중력장 내에서 모든 물체는 같은 가속도로 자유낙하한다는 것을 의미합니다.
물체가 자유 낙하할 때의 운동은 다음과 같은 방정식으로 표현할 수 있습니다 :

y = (1/2)gt²

여기서 y는 떨어진 거리, g는 중력 가속도(약 9.81 m/s²), t는 시간입니다. 두 구슬이 같은 높이에서 떨어지기 시작한다면, 두 구슬이 바닥에 도달하는 시간 t는 위의 식을 통해 동일하게 계산됩니다. 구슬의 질량은 중력 가속도 g에 영향을 미치지 않으므로, 두 구슬은 같은 시간에 똑같은 속도로 바닥에 도달하게 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 김재현 전문가입니다.

물체가 자유낙하할때 속도와 시간우 관계가 없습니다. 질량에 관계없이 같은 높이 에서 떨어진다면 같은시간에 같은속도로 떨어집니다