달리는 트럭 위에서 반대 방향으로 공을 던지는 상황에 대해 궁금한게 있습니다.

Question

만약에 100키로 속도로 달리는 트럭 위에서 반대 방향으로 공을 100키로 속도로 차게되면 공은 던져지는 순간 땅으로 떨어지게되나요??

Answer 1

안녕하세요. 형성민 과학전문가입니다.

이 질문에 대한 정확한 답은 상대성 이론에 따라 달라집니다.

만약에 우리가 상대성 이론에서 가장 기본적인 개념 중 하나인 "같은 속도로 움직이는 관점에서의 상대적인 속도"를 고려한다면, 트럭과 공은 서로 같은 속도로 움직이고 있습니다. 즉, 공을 던져도 그대로 떨어지는 것이 아니라 트럭 위에서 머무르게 됩니다.

하지만 만약에 트럭이 지상에서 100키로 속도로 달리는 것을 우리가 고려한다면, 트럭 위에서 던지는 공은 100키로 속도와 반대 방향으로 100키로 속도의 추가 속도를 가지게 됩니다. 이 경우 공은 지상으로 떨어지게 될 가능성이 높아집니다.

하지만 이 경우에도 두 가지 상황이 더 고려되어야 합니다. 첫째, 트럭이 고속도로와 같은 매끄러운 표면을 달리고 있다면, 공은 트럭과 같은 속도와 방향으로 움직이며, 땅으로 떨어지지 않을 것입니다. 둘째, 트럭이 고속으로 달리는 상황에서 공을 던지는 것은 매우 위험합니다. 이는 트럭 위에서 공이 떨어질 때 발생하는 적절하지 않은 반동으로 인해 트럭 운전자가 흔들리거나 균형을 잃을 가능성이 높기 때문입니다