[공학]자유낙하 결과Report
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분야
hwpⅠ. Data
실험1
실험2
실험3
Ⅱ. 결과 및 토론
Ⅲ. 첨부자료
중력
코리올리의 힘
⑴ 중력
그 대부분은 지구와 물체 사이에 작용하는 만유인력인데, 정확히는 그것에 지구 자전에 따르는 원심력이 더해져 두 힘이 합쳐 작용한다. 중력의 크기는 물체의 질량에 비례하며, 질량 1g의 물체에는 대체로 980dyn의 중력이, xg의 물체에는 980dyn의 x배의 중력이 미친다. 보통 물체의 무게라고 하는 것은 이 힘을 가리킨다.
중력의 크기는 물체의 질량에 비례하므로 중력의 작용만 받아 높은 데에서 떨어지는 물체에는 질량의 크기와 관계없이 일정한 가속도(약 980cm/s2)가 가해지며, 그 결과 모든 물체는 질량과 관계없이 같은 높이를같은 시간에 낙하한다. 이 가속도를 중력가속도(기호는 g, 단위 cm/s2 또는 gal)라 한다.그러나 g의 값은 지구 자전에 따른 원심력이 위도에 따라 조금씩 다르며, 지구가 완전한 구체가 아니라 약간 평평한 타원체이고, 지구 내부의 지질구조가 균일하지 않다는 것 등의 여러 원인 때문에 장소에 따라 다소 달라진다. 가령 원심력은 적도상에서 최대이고 극지에서는 최소가 된다. 게다가 지구상에서 움직이고 있는 물체는 이밖에도 코리올리힘의 영향을 받는다.따라서 물리적인 계산을 할 때는 지구의 표면을 근사적으로 묘사한 지오이드(geoid)상의 중력값을 표준중력으로 정하여 사용하며, 각지의 중력은 표준중력과 중력이상(重力異常)과의 합으로 나타낸다.
⑵ 코리올리의 힘
전향력이라고도 한다. 원심력(遠心力)과 마찬가지로 회전하는 물체 위에서 그 운동을 보는 경우에 나타나는 가상적(假想的)인 힘으로, 그 크기는 운동체의 속력에 비례하고 운동방향에 수직으로 작용한다. 1828년 프랑스의 G.G.코리올리가 이론적으로 유도하였으므로 이렇게 부른다. 이를테면, 북극에 진자(振子)를 놓았다고 가정하면, 그 진동면(振動面)은 태양에서 보면 일정하지만 지상에서 보면 1주야에 360° 회전한다. 따라서 지상에서 이 진자를 볼 경우에는, 진동면이 끊임없이 변하는 힘을 상정하여야 한다.
태풍이 북반구에서는 시계방향과 같이 역방향으로 소용돌이가 생기고 남반구에서는 그 소용돌이가 반대로 된다는 현상도 지구 자전(自轉)에 따르는 코리올리의 힘으로 설명된다. 또, 이 힘을 상정하면 어떤 지점의 바로 위에서 지상으로 낙하하는 물체는 북반구에서는 그 지점보다도 서쪽으로 쏠리고, 남반구에서는 동쪽으로 쏠리게 되는데, 이와 같은 빗나감이 생기는 것도 실제로 확인되고 있다.
