북한 쓰레기오물 5킬로라는데 자동차 유리가 파손되는데요?
북한 쓰레기오물 5킬로라는데 자동차 유리가 파손되는데요?
엄청난 충격인거 같은데 뉴스에서 보니 3000미터 상공에서 5킬로 무게가 내려오면서 엄청난 압력을 받았다고 하는데
이걸 과학적으로 계산하면 얼마의 힘을 주었는지 알수 있나요?
3000미터 5킬로무게 공기는13m/s 유리창에 박은 압력이 궁금하네요?
물체가 자유 낙하하는 동안 작용하는 힘을 계산할 수 있는 물리학의 기본 원리를 사용할 수 있습니다.
물체의 최종 속도(v)를 구하기 위해, 먼저 자유 낙하 시 공기 저항이 없는 경우의 속도를 계산합니다. 공식은 다음과 같습니다: (v = \sqrt{2gh}), 여기서 (g)는 중력 가속도(약 9.8 m/s^2)이고, (h)는 높이(3000m)입니다.
(v = \sqrt{2 9.8 3000} = \sqrt{58800} ≈ 242.48 m/s)
하지만 실제로는 공기 저항 때문에 이 속도에 도달하지 못할 것입니다. 공기 저항은 속도가 증가함에 따라 증가하므로, 최종 속도는 이보다 낮을 것입니다. 공기 저항은 속도의 제곱에 비례하여 증가하며, 그 정확한 값은 물체의 형태, 크기 및 공기의 밀도에 따라 달라집니다.
이제, 물체가 유리창에 충돌하는 순간의 힘을 계산하기 위해서는 충돌 시간이나 충돌하는 동안 유리창이 얼마나 변형되는지 알아야 합니다. 이는 매우 복잡한 계산이 필요하며, 일반적으로 실험적인 데이터 없이는 정확한 값을 제공하기 어렵습니다.
그러나, 물체의 운동 에너지를 사용하여 충돌 시의 에너지를 추정할 수 있습니다. 운동 에너지는 (1/2mv^2)로 계산되며, 여기서 (m)은 물체의 질량, (v)는 속도입니다. 이를 통해 충돌 순간의 에너지를 얻을 수 있으며, 이 에너지가 유리창을 파손시키기 충분한지 여부를 판단할 수 있습니다.
결론적으로, 공기 저항을 고려하지 않고 계산한 최종 속도는 약 242.48 m/s 입니다. 하지만 실제 속도는 이보다 낮을 것이고, 실제 힘을 계산하기 위해서는 더 많은 변수를 고려해야 합니다. 유리창에 가해진 정확한 압력을 계산하는 것은 이러한 변수들에 대한 상세한 정보 없이는 어렵습니다.