질문
지구의 자전/공전은 등속운동인가요?
who6****
조회수 1,655
작성일2016.11.10
이쪽 전공자는 아니구요 그냥 과학교양서를 보고 있다가
상대성이론 부분에서 궁금증이 생겼습니다
책에 따르면 등속으로 운동하는 기차 속에 앉아 있을 때 창문을 가려 놓았다면
타고 있는 사람은 기차가 움직이고 있는지 아닌지를 알 수 없다.(기차의 흔들림은 없다고 가정하고)
라고 쓰여 있더라구요.
거기서 든 생각이 지구는 아주 빠른 속도로 자전/공전하고 있잖아요?
실제로 태양을 중심으로 놓고 지구가 움직이는 궤적을 보면 아주 그냥 놀이기구 저리가라던데
우리는 지구의 움직임을 느끼지 못하고 있는데 그 이유는 지구가 등속운동을 하고 있어섭니까?
아니면 다른 이유가 있나요?
질문이 좀 두가지로 갈리는데... 1. 지구의 움직임은 등속운동인지
2. 우리는 왜 그것을 느끼지 못하는지
입니다.
잘 부탁드려요!
답변자님,
정보를 공유해 주세요.
1번째 답변
바로가기
안녕하세요. 초/중/고 과학전문학원 윤사이언스 강사입니다.
특수상대성이론은 다음 두 가지 명제로 이루어져 있습니다.
1. 관성계에서는 모든 물리법칙이 동일한 현상으로 발생한다.
2. 빛의 속도는 항상 일정하다.
여기서 관성계란 등속직선운동을 하는 시스템을 말합니다.
일정한 속도로 달리는 기차를 예를 들 수 있겠지요.
이러한 관성계하에서는 우리는 기차가 달리는지 아닌지 전혀 알 수 없습니다.
그러나 원운동의 경우는 등속직선운동이 아니기때문에 관성계가 아닙니다.
실제로 원운동을 하게 되면 바깥쪽으로 쏠리는 원심력을 느끼게 되는데
그러므로 원운동을 하는 당사자와 외부 관찰자는 물리법칙이 다르게 작용하게 됩니다.
따라서 특수상대성이론의 적용범위가 아닙니다.
다른 질문으로 지구의 자전이나 공전의 효과를 우리가 전혀 느끼지 못하는 이유는
(원심력을 전혀 느끼지 못하는 이유는)
실제로 원심력을 느낄정도로는 빠르지 않기 때문입니다.
원운동에 의한 원심력 F는 다음과 같습니다.
F = mv²/r
m : 질량
v : 선속도
r : 중심으로부터의 거리
지구 자전의 선속도는 적도부근에서 약 시속 1700km = 472 m/s 입니다. 엄청난 속도네요.
지구 중심으로부터의 거리는 지구 반지름인 6400km = 6400000m 입니다.
사람의 몸무게를 60kg 이라고 하면 원심력 F를 구할 수 있습니다.
F = 60 * 472² / 6400000 = 2.1N
중력에 의한 몸무게는 60kg * 9.8 m/s² = 588N 이므로
우리가 느끼는 중력효과의 0.36% 에 불과합니다.
따라서 거의 느끼지 못하는 것입니다.
지구 공전에 의한 효과도 마찬가지로 원심력을 구해보면
(이번에는 거리 r 이 태양-지구 거리인 1.5억km 가 됩니다)
미비한 정도가 나옵니다.
2016.11.13.
-
채택
질문자가 채택한 답변입니다.
민쌤님의 엑스퍼트 상품
답변자에게 더 자세한 맞춤 상담하고 싶다면 엑스퍼트를 이용해보세요!
도움이 되었다면 UP 눌러주세요!
UP이 많은 답변일수록 사용자들에게 더 많이 노출됩니다.
UP이 많은 답변일수록 사용자들에게 더 많이 노출됩니다.
최근 공지사항이 없습니다.
