물리 · 역학 / 원리와 탐구
자유낙하와 중력 실험 해설
무거운 물체는 가벼운 물체보다 먼저 땅에 닿을까요? 같은 높이에서 두 공을 정지 상태로 놓고 질량만 바꾸어 비교하는 자유낙하 실험입니다. 공기 저항이 없을 때 낙하 시간과 속도를 결정하는 조건을 위치·속도 기록에서 찾아보세요.
어떤 원리인가요?
같은 높이에서는 질량과 관계없이 함께 도착해요. t = √(2h/g)예요.
핵심 관계
h = ½gt² · v = gt
이렇게 관찰해 보세요
- 두 공을 동시에 놓아 보세요. 위치와 속도가 같은지 살펴봐요.
- 지구의 중력에서 높이를 10 m, 20 m, 30 m로 바꾸어 각각 실행하고 기록해요.
- 높이와 두 질량을 고정하고 중력만 지구와 달로 바꾸어 비교해요.
결과를 읽는 기준
공기 저항이 없을 때 낙하 시간에 영향을 주지 않는 것은?
t = √(2h/g)에는 질량이 들어가지 않아요.
모형의 범위와 한계
두 공을 정지 상태에서 놓고 공기 저항을 무시했어요. 실제 깃털과 돌은 공기 저항 때문에 다르게 떨어질 수 있어요. 중력은 높이에 따라 변하지 않는다고 가정해요.