경사가 심한 곳을 올라가고 내려가는 순간에 붕~ 하는 느낌에 대하여..
자동차를 타고 경사가 심한 곳을 올라간 다음에 내려가는 지점에서 기분이 묘한 순간이 있잖아요.
이런 순간을 과학적으로 정의한 명칭이 있을 것 같은데 어떻게 정의를 하며, 왜 그런 현상이 일어나는 것인지 과학적 풀이를 해주시면 감사하겠습니다.
경사가 심한 곳을 올라가고 내려가는 순간에 느끼는 붕~ 하는 느낌은 중력 가속도의 변화로 인해 발생하는 현상입니다. 이러한 현상을 물리학에서는 중력 가속도의 변화로 설명합니다.
경사가 심한 곳을 올라가는 동안에는 자동차가 중력을 이기고 위로 올라가기 위한 역학적 에너지를 사용합니다. 그리고 경사가 더욱 심해지면 자동차가 중력에 의해 아래로 떨어지기 시작하는데, 이 때 중력이 자동차의 속도를 빠르게 가속화시키면서 붕~ 하는 느낌을 느끼게 됩니다.
이러한 현상은 두 가지 이유로 발생합니다. 첫째, 중력은 자동차에 작용하는 힘입니다. 중력은 항상 자동차를 아래로 끌어당기는 힘으로 작용합니다. 그리고 둘째, 중력 가속도는 자동차가 가속하는 속도를 빠르게 증가시키는 힘입니다. 따라서 경사가 심한 지점에서 내려오는 순간에는 중력 가속도가 커져서 자동차가 아래로 떨어지면서 붕~ 하는 느낌을 느끼게 됩니다.
이러한 붕~ 하는 느낌은 뇌의 전기신호와 밀접한 관련이 있습니다. 뇌는 자동차와 관련된 정보를 처리하는 데에 시간이 걸리기 때문에, 자동차의 가속과 중지와 같은 물리적인 변화가 발생할 때 뇌가 처리하는 속도보다 빠르게 변화하기 때문에 이러한 느낌이 발생합니다. 이를 보완하기 위해 뇌는 자동차와 관련된 정보를 처리하는 데에 시간을 조금 더 늘리기도 합니다.
누구나 한번씩은 격어보는 경험일듯 합니다.^^
이러한 현상은 중력과 관성력, 마찰력 등의 물리적인 원리와 관련이 있습니다. 경사면을 올라갈 때 자동차와 탑승자들은 중력과 마찰력의 작용으로 지속적으로 가속하게 되며, 이를 극복하기 위해 탑승자들은 자신의 몸을 앞으로 기울이게 됩니다. 반대로, 경사면을 내려갈 때에는 중력과 관성력이 상쇄되면서 탑승자들은 뒤로 누워지는 것처럼 느껴지게 됩니다. 이러한 변화는 탑승자들이 미리 예측하지 못했던 묘한 감각을 유발하게 되는 것입니다.
안녕하세요. 이성희 과학전문가입니다.
놀이기구를 타고 급격하게 상승하거나 하강할 때 생기는 이상하느 느낌은 일시적으로 무중력 상태가 되기 때문입니다. 우리 몸속의 기관들이 서로 밀어내면서 균형을 맞추고 있는데 갑자기 무중력 상태가 되면 이러한 균형이 깨지면서 이상한 느낌을 느끼게 되는 것입니다.
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
올라가면서 힘이 지구중력과 반대방향이 되어 발생하지만, 땅이 없어지는순간 작용반작용 할 수 있는 공간이 사라져 중력의 영향이 다시 커집니다.
이는 엘레베이터가 아래방향으로 갑작스럽게 출발할때 생기는 느낌과 비슷합니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
이러한 경험을 "물리적 무게lessness(Weightlessness)" 또는 "제로 중력(Zero gravity)"라고 합니다. 이러한 경험은 자동차나 롤러코스터와 같은 탈것이 급격한 기울기 변화를 일으키는 순간에 발생합니다.
이러한 현상은 뉴턴의 제2법칙에 의해 설명될 수 있습니다. 뉴턴의 제2법칙은 "물체의 가속도는 힘에 비례하며, 질량에 반비례한다"는 법칙입니다. 이 법칙은 탑승자가 탈것을 타고 있을 때, 탑승자의 질량이 일정하지만, 탑승칸이 급격하게 가속될 때, 탑승자에게 작용하는 힘이 줄어들게 되어 탑승자는 일시적으로 무게를 느끼지 못하게 됩니다.
예를 들어, 자동차가 경사가 심한 지점에서 올라갔다가 내려갈 때, 자동차와 탑승자는 중력의 영향을 받아 내려가게 되지만, 탑승자의 질량은 변하지 않습니다. 이때, 탑승자에게 작용하는 힘은 중력과 마찰력 뿐인데, 자동차가 급격하게 가속될 때, 탑승자에게 작용하는 힘이 줄어들어 느끼는 무게가 감소하게 됩니다.
따라서, 이러한 "물리적 무게lessness" 경험은 뉴턴의 제2법칙에 의해 설명될 수 있으며, 탑승칸이 급격하게 가속될 때, 탑승자에게 작용하는 힘이 줄어들어 느끼는 무게가 감소하게 되기 때문입니다.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.자동차를 타고 경사가 심한 곳을 올라간 다음에 내려가는 지점에서 몸이 뜨는 현상은 중력과 관련된 현상으로 "zero-G (제로 지)"라고도 부릅니다.
이 순간에는 차체가 하강하는 속도와 중력의 작용이 상쇄되어 중력이 사라지는 것 처럼 느껴집니다. 이것은 물리법칙 중 '운동 상태 보존 법칙'에 기인합니다. 이 법칙은 운동 에너지와 운동량이 일정하게 보존되는 것을 의미합니다. 즉, 차량이 경사를 내려갈 때, 에너지가 운동량으로 전환되고 운동량은 일정하게 유지됩니다. 이 때 차량과 함께 움직이던 운전자의 몸도 운동량을 유지하기 때문에 차체와 함께 하강하는 속도가 느려져 몸이 떨어지는 것처럼 느껴지지 않고 중력이 느껴지지 않는 것입니다.
이 현상은 롤러코스터에서 놀이기구가 급강하를 하면서 발생하는 것으로도 알려져 있습니다. 이러한 제로-G 경험은 우주 비행사들이 우주에서 무중력 환경을 경험하는 것과 비슷하다고도 비유됩니다.
안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.
경사가 심한 곳을 올라가고 내려가는 순간에 붕~ 하는 느낌은 당신의 몸이 급격하게 가속도를 받아서 생기는 현상입니다. 이러한 현상을 관성이라고 합니다.
경사가 심한 곳에서는 중력의 힘이 더욱 크게 작용하기 때문에 몸이 가속도를 받게 됩니다. 이 때, 당신의 몸은 속도와 방향이 변화하면서 이동하게 되는데, 이것이 바로 관성의 작용입니다. 관성은 물체가 그 자체로 가지고 있는 운동 상태를 유지하려는 성질로, 이를 극복하려면 물체에 힘이 작용해야 합니다.
따라서, 경사가 심한 곳을 이동할 때는 몸이 가속도를 받아서 붕~ 하는 느낌이 생기지만, 이것은 물리학적으로 설명할 수 있는 현상이며, 안전한 범위 내에서는 즐거운 타는 경험을 제공합니다.
