설명해 드리면 다음과 같습니다.
공통질량중심을 가운데 두고 지구와 달이 돌고 있고, 공통질량중심의 위치는 지구의 중심과 달의 중심을 잇는 선상에서 달 방향을 향하는 지구 내부에 있 습니다. 이때 달과 지구의 공통질량중심에 대한 공전으로 인한 지구에서의 구심력의 방향은 달 방향을 향하는 지구 내부에 있는 공통질량중심 방향이 되며, 달과 지구의 공통질량중심에 대한 공전으로 인한 원심력의 방향은 구심력의 방향과는 반대방향이므로 달의 반대 방향을 향하게 됩니다. 달과 지구의 공통질량중심에 대한 공전으로 인한 지구에서의 구심력(원심력)의 크기는 지구의 중심에 작용하는 달의 인력과 같습니다.
벡터적으로
기조력 = 달의 인력 - 공통질량중심에 대한 공전으로 인한 지구에서의 구심력
기조력 = 달의 인력 + 공통질량중심에 대한 공전으로 인한 지구에서의 원심력
지구중심에 작용하는 달에 의한 기조력은 0입니다. 지구중심 O에서는 지구중심에 작용하는 달의 인력이 지구와 달의 공통질량중심으로 지구가 공전하는데 필요한 구심력으로 쓰이며, 지구상의 관측자는 관성력으로 구심력과 크기는 같고 방향이 반대인 원심력을 느끼므로 이러한 원심력이 지구중심에 작용하는 달의 인력과 비교하여 정확히 그 크기는 같고 방향은 반대가 됩니다.
공통질량중심에 대한 공전으로 인한 지구상의 어느 지점이든지 원심력과 구심력의 크기는 같고 방향은 반대입니다.
달에 가까운 지구의 A지점에 작용하는 기조력 방향은 달을 향하고, 달의 반대방향에 있는 지구의 B지점에 작용하는 기조력 방향은 달의 반대방향을 향합니다.
[추가질문]
감사합니다! 그럼 달에서는 공통질량중심에 대한 원심력이 지구와 다른 방향으로 작용하나요?
[답변]
달에서는 지구와 달의 공통질량중심에 대한 회전으로 인한 구심력의 방향은 달의 중심에서 지구내부에 있는 공통질량중심이 위치하는 방향으로 향하므로 달에서는 지구에 가까운쪽 방향으로 향하게 됩니다. 원심력의 방향은 구심력의 방향과 반대방향이므로 공통질량중심이 위치하는 반대방향인 지구에서 먼쪽 방향으로 향하게 됩니다. 마찬가지로 지구에서는 지구와 달의 공통질량중심에 대한 회전으로 인한 구심력의 방향은 지구중심에서 지구내부에 있는 공통질량중심이 위치하는 방향으로 향하고, 원심력의 방향은 구심력의 방향과 반대방향으로 향하게 됩니다. 물론 그 원심력의 크기는 지구에서는 지구중심에 작용하는 달의 인력의 크기와 같고, 달에서는 달의 중심에 작용하는 지구의 인력의 크기와 같습니다.
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첫댓글 감사합니다! 그럼 달에서는 공통질량중심에 대한 원심력이 지구와 다른 방향으로 작용하나요?