지구의 중력에 관한 질문입니다. 알려주세요.
지구의 중심을 관통하는 구멍을 뚫었다고 가정하고요.(남극에서 북극까지)
50kg 정도 되는 바위를 떨어트리면 어떻게 될까요?
중력에 의해 지구의 중심에서 딱 멈추게 될까요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
바위가 지구의 중심으로 떨어지기 시작하면, 중력에 의해 점점 가속됩니다. 지구의 표면에서는 중력이 바위를 지구 중심으로 당기고 있기 때문에, 바위는 속도가 점점 증가하게 되며 바위가 지구의 중심에 도달하면 중력은 더 이상 한 방향으로 작용하지 않습니다! 중심에서는 모든 방향으로부터 동일한 크기의 중력 힘이 작용하므로, 이때 중력의 합력은 0이 되게 됩니다! 그러나 바위는 지구의 중심에 도달할 때까지 가속되었기 때문에, 관성에 의해 중심을 지나 계속 이동하게 되고 바위는 중심을 지나 반대편(북극에서 시작했으면 남극 방향)으로 이동하면서, 지구의 중심으로부터 멀어질수록 중력이 반대 방향으로 작용하여 바위의 속도를 줄이게 될것입니다! 결국 바위는 지구 반대편의 지표면에 도달하기 직전에 속도가 0이 되며, 다시 중심 쪽으로 당겨지기 시작하게 되는 것이지요! 이 과정은 단순 진자 운동과 유사합니다. 중력의 영향을 받아 바위는 지구의 중심을 기준으로 양쪽으로 왕복 운동을 하게 됩니다. 이론적으로는 마찰이나 공기 저항이 없다면, 바위는 계속해서 지구의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 진동할 것입니다. 하지만 실제로는 공기 저항과 지구 내부의 마찰 등으로 인해, 바위의 운동은 점차 감속되며 결국에는 지구의 중심에서 멈추게 될것 같네용! 날이 더워용! 몸조리 잘하시고 좋은하루 되셨음 좋겠습니당 :)
안녕하세요. 김칠영 박사입니다.
중력은 지구의 중심부를 향해 작용하기 때문에 말씀대로 지구의 중심에서 딱 멈추게 될 것 같습니다.