Re:무중력? 무중량?

[카르마]

질문하신 분의 마지막 네가지 질문에 대해 하나씩 답해드리겠습니다.

토끼님의 답변은 너무 수준이 높아서 가려운 부분을 잘 긁어주셨을지 조금 걱정되어서 제가 몇줄 끄적거려 볼까 합니다.

줄이 끊어진 엘레베이터나 인공위성 안에 있는 무중력상태에 있는 사람은 둥둥 떠다닐 수 있는건가요?

다시말해서, 힘을 못느끼는건가요? 저는 중력을 느낄 것 같습니다만.. 인공위성안에 있는 사람도 구심력을 못느끼나요?

둥둥 떠다닌다...라는 표현...지면에 발을 붙이고 사는 사람으로써 이 표현이 가지는 의미는 아마도 중력을 상쇄시켜주는 무언가

주로 공기나 물의 부력이 되겠지요...그 무언가를 동시에 받는 상태를 묘사할 때 주로 쓰는 표현이겠지요.

하지만 님이 말씀하신 상황은 중력을 상쇄시켜 주는 무언가가 있는 상황이 아니라 오히려 중력의 부름에 순응하여 자유낙하를 하는 상황입니다.(공전하는 것도 일종의 자유낙하입니다.)

그러므로 그 계 내에서는 둥둥 떠다니는 것처럼 느껴지는 것이지 둥둥 떠다니는 건 아니겠지요?

그 계를 기준으로 한다면 둥둥 떠다닌다는게 틀린 표현은 아니겠지요 물론^^

이 상황은 오로지 중력만 받는 상황으로서 중력을 느낄 수 있습니다. 인공위성 안에 있는 사람도 본인의 궤적을 인지할 수 있다면

당연히 구심력을 느낄 수 있어야 겠지요.(구심력의 존재를 인지할 수 있겠지요..가 더 정확한 표현입니다)

하지만 외부와 차단되어 있다면 제 생각엔 그냥 무중력상태로 느낄거 같네요.

그렇다면 자유낙하상태도 무중력상태라고 볼 수 있는데 자유낙하는 중력이 잘 느껴지는데 그건 어떻게 설명하면 되나요?

마찬가지 입니다. 오로지 중력만 받고 있는 상황이라 중력이 잘 느껴(?)집니다.

여기서 잠깐...힘에는 두가지가 있는데 <어떤 한 점에 작용하는 힘>과 중력이나 부력처럼 물체를 구성하는 <전체 부피영역이 받게될 힘, 물체력(body force)>이 바로 그것입니다.

우리가 지면에 발을 딛고 서 있을 때 우리 몸 구석구석이 지구와 중력을 주고받고 있는데 우리가 그것을 그대로 느낄 수 있을까요?

아마도 우리는 발바닥의 압력이나 허리에서 느껴지는 압력 정도로만 중력을 느낄 것입니다.

가속할 때 받는 관성력도 물체력인데 급가속하는 차안에서 우리가 느끼는건 시트에서 주는 마찰력이나 압력이지 우리 몸 곳곳에서의 관성력을 직접 느끼는 사람은 아마 없을 겁니다.

이 경우도 마찬가지 입니다. 자유낙하하는 엘리베이터 안에서 우리는 중력 만을 받지만 그 중력을 반증할 어떠한 힘도 느끼지 못하기 때문에 아무런 힘을 받지 않는다고 생각하게 되는 것입니다.

Nongravitation와 같은 텅빈공간 다시말해서 실제로 중력이 없는 경우는 우리나라 용어로 뭐라고 지칭하나요?

영어로는 vacuum이 맞는 것 같습니다. 우리나라 용어로 텅빈공간은 아마도 '진공'이 적당할 거라 생각됩니다.

Weightnessless와 같은 무중력상태에서는 힘을 못느끼나요? 그런데 왜 자유낙하상태에서는 둥둥 못떠다니나요?

중력이 존재하지만 느낄 수는 없다고 생각됩니다.

자유낙하상태에서는 둥둥 떠다닐 수 없지만 자유낙하하는 엘리베이터 안에서는 둥둥 떠다닐 수 있습니다.

그 엘리베이터 안이 공기로 차있고 팔을 휘저었을 때 받게 되는 반작용력이 있으면 그로 인해 둥둥 떠다닐 수 있습니다. 마치 물 속에서 헤엄치듯이 말이죠..

엘리베이터 안이 진공이라면 아마도 인공위성에서처럼 무언가를 밀거나 당겨야만 이리저리 움직일 수 있는 상황이 될테구요.

충분한 답변이 되었는지 모르겠습니다.

더 궁금하신 점이 있으시면 댓글 달아주시기 바랍니다.

[물리공부귀찮타]

깔금한 설명이군요...^^ 진공은 아무것도 공기가 없는 경우를 말하지 않습니까? 중력을 받더라도 공간에 공기없다면 진공상태라고 하지 않나요? 중력은 무한대거리로 작용하는데 그렇다면 우주에는 진공인 곳이 없다는것인지?ㅋ 용어는 용어일뿐...중력이 없다면 무중력이라면 무중력공간? 위의 경우 물리적설명으로 보충한다면 가속계에서의 관성력만 이해하면 될것 같습니다....받는 힘은 중력이지만 관측자가 가속하고 있는 좌표계에서 측정한다면 관성력을 고려해야 하며 이경우 중력과 관성력이 상쇄되어 가속좌표계에서 힘이 0으로 느끼게 될것이고 그이유는 관선질량과 중력질량이 동등하기 때문이고 왜 동등하냐면 그것은 실험적으로 그

[물리공부귀찮타]

그렇게 밝혀졌기 때문이라 할 수 있고요...위의 경우 결과적인 현상보다는 물리적으로 해석해야 함이 좋지 않을지...? 둥둥떠다닐게 될것같다는 어떠한현상보다는 근본적인 물리적인 이론을 먼저 고려하고 그다음에 그로인한 사실적인 결과를 유추하는 것이 이해하는데 좋지 않을까 하는 개인적인 생각입니다만...^^요약한다면 위의경운 질문자님께서 살펴야할 물리적개념은 중력과 중력,관성질량, 가속계와 관성력 등등을 공부하신다면 자연히 해결될듯합니다...

[카르마]

예리한 지적이십니다. 우리가 국부적으로 한 공간을 진공상태로 만들때 외부의 물질의 존재에 따른 중력장까지도 제거한게 아니니깐 진공이면서 중력이 있는 요상한 상황도 상정가능해지네요 ㅎㅎㅎ

[카르마]

무중력상태는 중력장이 존재하지 않는 상태이고(즉 물질공간이 더이상 물질공간이 아닌 無의 공간인 상황)..... 무중량상태는 중력을 느끼지 못하는 상태(즉 자유낙하상태)라고 구분하면 될 거 같네요. 제 개인적인 의견이지만 무중력상태와 무중량상태는 물리를 배우는 사람들로서는 동일한 개념으로 여겨지기 쉬울거 같아서 (무중력상태가...공간의 중력이 없다기 보다는 자신이 느끼는 중력이 없다고 생각하기 쉬우므로).....중력장이 0인, 아무것도 없는 상태는 다른 용어를 새로 사용하는 것이 좋을 거 같습니다. 예를 들면 '무중력장상태'나 '영(zero)중력(장)상태' 등과 같이 말이죠 ^^;