학문

달리는 버스 안에서 점프하면 제자리로 떨어지는 이유가 무엇인가요?

안녕하세요 .

오늘 버스를 타고 가다가 문득 궁금해져서요. 버스가 일정한 속도로 60km/h로 달리고 있는 와중에 제가 자리에서 수직으로 점프를 했습니다. 상식적으로 버스는 앞으로 가고 있으니 저는 뒤로 밀려나야 할 것 같은데, 왜 다시 제자리로 떨어지는 건가요? 버스가 제 몸을 앞으로 밀어주는 건가요? 물리적인 원리가 궁금합니다.

감사합니다.

1개의 답변이 있어요!

  • 안녕하세요. 이수민 전문가입니다.

    점프하는 순간 발이 바닥에서 떨어져도 몸은 이미 버스와 같은 속도인 시속 60킬로미터로 앞으로 움직이고 있기 때문이에요. 점프한다고 해서 그 속도가 갑자기 사라지는 게 아니거든요. 뉴턴의 관성 법칙이 바로 이걸 설명하는데, 외부에서 별도의 힘이 가해지지 않는 한 움직이던 물체는 같은 속도와 방향을 유지한다는 원리예요.

    조금 더 풀어보면 이런 거예요. 발이 바닥을 떠나는 순간 몸에는 위로 올라가는 힘과 아래로 잡아당기는 중력만 작용하고, 앞뒤 방향으로는 아무 힘도 작용하지 않아요. 앞으로 가던 속도를 멈추게 할 힘이 없으니 공중에 떠 있는 동안에도 몸은 버스와 똑같이 시속 60킬로미터로 앞으로 나아가고 있는 거예요. 버스도 같은 속도로 가고 있으니까 버스 안에서 보면 마치 수직으로 올라갔다 내려온 것처럼 보이는 거랍니다.

    버스 밖에 서 있는 사람 시선으로 보면 실제로는 포물선을 그리며 앞으로 이동한 거예요. 위로 올라가면서 동시에 앞으로도 나아갔으니까요. 그런데 버스 안에 있는 사람은 자기도 같이 앞으로 가고 있어서 앞으로 나아간 부분을 인식하지 못하고 수직 운동만 느끼는 거예요.

    뒤로 밀리는 느낌이 드는 건 버스가 갑자기 가속할 때예요. 그 순간에는 바닥이 발을 더 세게 밀면서 몸이 뒤로 쏠리거든요. 일정한 속도로 달리는 한 버스와 내 몸은 한 덩어리처럼 같이 움직이고 있다고 생각하시면 된답니다 :)