1. 중력가속도

[김동석]

1. 중력가속도

(1) 중력가속도의 방향
  중력이 미치는 공간을 중력장(場,field)이라고 한다. 질량을 지닌 물체들 사이에 작용하는 힘을 만유인력
  이라고 하는데, 뉴턴은 고심 끝에 만유인력은 물체의 질량 중심부터 거리를 설정하여도 된다는 것을
  수학적으로 알아내었다.
  중력은 지구와 물체 사이에 작용하는 만유인력과 지구 자전에 따른 원심력의 합력이 중력이 된다. 따라서
  지구 중력의 방향은 지구 중심에서 약간 벗어나게 된다. 하지만 지표면 근처의 중력에 비해 원심력의
  크기가 상대적으로 워낙 작기 때문에, 지표면 근처의 물체 운동에 대해서는 원심력의 효과를 무시한다.

중력 방향

(2) 중력가속도의 크기 - 만유인력의 크기는 거리제곱에 반비례한다.
  ① 저위도로 갈수록 중력가속도의 값이 줄어든다. - 지구타원체
  ② 진자의 주기는 고위도로 갈수록 짧아진다. - 지구자전(원심력)
  ③ 높은 산에 오를수록 중력가속도의 값이 작아진다. - 만유인력
  ④ 장소와 지형에 따른 중력가속도의 차이를 없애기 위해 지오이드면에서의 중력가속도를 사용
  ⑤ 지오이드면에서의 표준 중력가속도는 9.81m/s²이고 적도에서는 9.78m/s²이다.

2. 자유낙하운동

(1) 물체가 외부의 구속상태에서 해방되어 지구 중력 방향으로 떨어지는 운동
(2) 물체에 작용하는 힘은 중력으로 지표면 근처에서는 매상황마다 중력의 크기가 일정하고, 중력 가속도의
    크기도 일정하다.
(3) 물체의 가속도 방향은 힘의 방향과 일치하므로 중력방향인 연직아래가 된다.
(4) 공기와의 마찰로 떨어지는 속도가 줄어들 때에도 중력가속도의 방향은 연직아래가 된다.

 자유낙하

3. 연직상방운동

(1) 물체를 중력과 반대방향으로 일정한 초속도v로 던져 올린 물체가 올라갔다가 내려오는 운동
(2) 물체에 작용하는 힘은 중력으로 오를 때나 내려올 때나 힘의 크기와 방향은 변화가 없으며, 아울러
    가속도의 크기와 방향도 변화가 없다.
(3) 물체가 상승하는 중에는 힘의 방향과 물체의 운동방향이 반대임으로 속도가 줄 뿐이지, 힘의 크기가
    변하는 것이 아니다.
(4) 물체가 최고점에서는 잠시 정지하게 되는데, 이 때에도 역시 중력이 작용한다.

연직상방운동