'중력' 이 단어를 말하는 순간 바로 나가려고 했는가?
당연한 반응이다. 과학시간에 맨날 들었던 그 지겨운소리 또 듣기 싫은 건 당연하다.
하지만 이 글 보면 "겨우 '중력' 따위로 내가 이렇게 고생했나?" 라고 생각 하게 될 것이다.
사실, 이 글은 운동인들이 실제 운동을 더 똑똑하게 할 수있도록
중력을 이해하고 운동에 써먹길 바라는 마음으로 작성하였다.
이 글을 읽기 위해서는 "힘의 표현방법" 만 알면 된다.
'힘의 표현"을 모르겠으면
힘의 표현으로 맨몸운동분석하기 - (힘의 작용점, 힘의 방향, 힘의 크기)
글을 보면 다 이해된다.
너무 쉬워서 어이가 없을 것이다.
만유인력이라고 불리는 중력은 그냥 '힘'의 한 종류일 뿐이다. 그렇다면 중력 역시 힘의 표현으로 알 수 있다.
또한 중력을 힘의 표현으로 알게됨으로써 모든 운동을 분석할 수 있는 통찰력을 가질 수 있다.
'질량을 가진 물체는 끌어당기는 힘을 가지고 있다.'라는 말을 들어보았는가?
어려운말로 만유인력이라고 부른다.
만유인력을 한국어로 말하면,
만유=모든 물체는 있다
인력=당기는 힘
즉,
모든 물체는 끌어당기는 힘이 있다 = 만유인력
이렇게 된다.
정말 모든 물체는 끌어당기는 힘이 있다면 나도 끌어당기는 힘이 있고 덤벨도 끌어당기는 힘이 있을까?
4가지 순서에 따라 생각하면 알아낼 수 있다.
1. 질량이 있으면
2. 끌어당긴는 힘이 있다.
3. 질량이 클수록
4. 끌어당기는 힘이 크다.
이 4가지로 모든걸 분석해보겠다.
먼저, 덤벨부터보자.
덤벨은
1. 질량이 있다. 그러므로
2. 끌어당기는 힘이 있다.
덤벨은
3. 질량이 작다. 그러므로
4. 끌어당기는 힘이 작다. 끌어당기는 힘이 없는 것과 마찬가지다.
그림속 끌어당기는 힘의 크기를 나타내는 선의 길이를 보아라.
매우 짧다.
즉, 끌어당기는 힘이 매우 약하다는 말이다.
과연 저정도 당기는 힘으로 주변물체를 끌어당길 수 있을까?
당기는 힘이 너무 약하므로 주변 물체를 끌어당기지 않는다.
사람을 볼까?
사람은
1. 질량이 있다. 그러므로
2. 끌어당기는 힘이 있다.
사람은
3. 질량이 작다. 그러므로
4. 끌어당기는 힘이 작다. 끌어당기는 힘이 없는 것과 마찬가지다.
그림속 끌어당기는 힘의 크기를 나타내는 선의 길이를 보아라.
매우 짧다.
즉, 끌어당기는 힘이 매우 약하다는 말이다.
과연 저정도 당기는 힘으로 주변물체를 끌어당길 수 있을까?
당기는 힘이 너무 약하므로 주변 물체를 끌어당기지 않는다.
그렇다면 이제 우리가 중력이라고 부르는 지구의 당기는 힘을 알아보자.
아래 지구를 보아라.
지구는
1. 질량이 있다. 그러므로
2. 끌어당기는 힘이 있다.
지구는
3. 질량이 크다. 그러므로
4. 끌어당기는 힘이 크다. 끌어당기는 힘이 매우 강력하다.
그림속 끌어당기는 힘의 크기를 나타내는 선의 길이를 보아라.
매우 길다.
즉, 끌어당기는 힘이 매우 강하다는 말이다.
과연 저정도 당기는 힘으로 주변물체를 끌어당길 수 있을까?
당기는 힘이 너무 강하므로 주변 물체를 엄청나게 끌어당길 것이다.
이것이 바로 중력이다!
지구는 질량이 매우커서 당기는 힘이 매우크고 그 당기는 힘을 "중력"이라고 부르는 것이다.
이번에는 두물체가 같이 있는 상황을 알아보겠다.
아래 그림을 보자. 덤벨과 내가 같이 있다.
사람과 덤벨은
1. 질량이 있다. 그러므로
2. 끌어당기는 힘이 있다.
3. 사람과 덤벨 둘다 질량이 작다.
4. 끌어당기는 힘은 사람도 매우 작고, 덤벨도 매우 작다. 힘이 거의 없다고 봐야한다.
그림속 끌어당기는 힘의 크기를 나타내는 선의 길이를 보아라.
매우짧다.
즉, 끌어당기는 힘이 매우 약하다는 말이다.
과연 저정도 당기는 힘으로 주변물체를 끌어당길 수 있을까?
당기는 힘이 너무 약하므로 주변 물체를 끌어당기지 않는다.
이번에는 지구의 끌어당기는 힘, 즉 중력에 의해 사람이 어떻게 끌려가는지 알아보겠다.
지구와 사람을 보자.
지구와 사람은
1. 질량이 있다.
2. 끌어당기는 힘이 있다.
3. 지구는 질량이 크고, 사람은 질량이 작다.
4.끌어당기는 힘이 지구는 매우 크고, 사람은 매우 작다.
그림속의 끌어당기는 힘의 크기를 나타내는 선의 길이를 보아라.
지구는 매우 길고
사람은 매우 짧다.
즉, 지구는 당기는 힘이 매우 강하다는 말이다.
중력이 매우 강하다는 말이다.
사람은 당기는 힘이 거의 없다고 봐야한다.
그렇다면 지구가 발휘하는 저 정도 끌어당기는 힘으로 사람을 끌어당길 수 있을까?
사람을 엄청나게 끌어당길 것이다.
지구의 끌어당기는 힘이 매우 강하기 때문이다.
지구의 끌어당기는 힘. 이것이 바로 "중력"인 것이다.
결론은 지구의 끌어당기는 힘 "중력"에 의해 사람은 지구쪽으로 끌려간다.
이걸 사람이 중력을 받는다. 라고 말한다.
사람이 중력을 받는 것을 이렇게 표현할 수 있다.
사람이 지구의 끌어당기는 힘 "중력"을 받고 있는 것을 그림으로 표현한 것이다.
우리는 눈으로 중력을 "직접" 볼 수는 없지만
항상 이렇게 중력을 받고 있다.
그리고 눈으로 보이지 않는 중력을 이렇게 그림으로 표현함으로써
우리는 많은 운동을 분석할 수 있는 엄청난 통찰력을 가지게 될 것이다.
앞으로 내가 쓰는 거의 모든 글에서는 이렇게 중력을 눈으로 볼수 있도록 그림을 그려서 표현 할 것이다.
위 그림은 앞으로 아주 활용도가 높은 그림이니 기억해 두도록 하자.
이번에는 지구와 덤벨이 같이 있는 상황을 보겠다.
아래의 그림을 보자.
지구와 덤벨은
1. 질량이 있다.
2. 끌어당기는 힘이 있다.
3. 지구는 질량이 크고, 덤벨은 질량이 작다.
4. 끌어당기는 힘이 지구는 매우 크고, 사람은 매우 작다.
그림속 끌어당기는 힘의 크기를 나타내는 선의 길이를 보아라.
지구는 매우 길고
덤벨은 매우 짧다.
즉, 지구는 당기는 힘이 매우 강하다는 말이다.
중력이 매우 강하다는 말이다.
덤벨은 당기는 힘이 거의 없다고 봐야한다.
그렇다면 지구가 발휘하는 저 정도 끌어당기는 힘으로 덤벨을 끌어당길 수 있을까?
역시 예상대로 덤벨을 엄청나게 끌어당길 것이다.
지구의 끌어당기는 힘이 매우 강하기 때문이다.
지구의 끌어당기는 힘. "중력"에 의해서 말이다.
결론은 지구의 끌어당기는 힘 "중력"에 의해 덤벨은 지구쪽으로 끌려간다.
이걸 덤벨이 중력을 받는다. 라고 말한다.
덤벨이 중력을 받는 것을 이렇게 표현할 수 있다.
자 이제 지구의 끌어당기는 힘 "중력"에 대해서 알겠는가?
그렇다면 좀 더 섬세하게 알아보자.
각자 사람들이 받는 중력이 다른 이유를 알아볼 것이다.
F=ma 로 말이다.
F=ma가 뭔지 모르겠다면
F = ma 물리 공식 읽는 법 (F = ma를 실제 운동하면서 써먹기)를 읽어보자. 바로 이해가 될 것이다.
그럼, 알아보자.
F =ma 를
한국어로 말하면
힘 = 질량 x 가속도 였다.
근데 이렇게 수식으로만 써있는 것은 마치 외계어같이 너무 불친절하고 딱딱하다.
이럴때는 문장으로 만들면 된다.
즉, F=ma
한국어로,
힘 = 질량 x 가속도
이건 너무 설명이 없기 때문에 각 알파벳과 문자와 기호가 어떤의미인지 문장으로 풀어서 설명해 보겠다.
그럼,
F = m x a
힘은, 결정된다, 얼마만큼의 질량에, 가하는가에 따라, 얼마만큼의 가속도를
이렇게 된다.
각 알파벳과 기호를 한국어로 말한것이다.
이제 각 알파벳과 문자들이 무슨의미인지 알겠는가?
그렇다면, F=ma로 사람이 받는 중력의 크기를 알아보자.
85kg인 사람은
850의 힘을 받는다.
85kg인 사람은 m
중력에 의한 가속도 10을 받기 때문에 a
850의 힘을 받는다.F
이 상황을 수식으로 나타내면
85x10=850 이렇게 요약할 수 있고
이걸 더 요약하면,
ma=F 이렇게 요약할 수 있다.
F=ma 라고 할 수 있는 것이다.
이제 F=ma가 이해 되는가?
이렇게 F=ma로 사람이 받는 중력의 크기를 알아낼 수 있다.
만약,
85kg인 사람이 물구나무 선다고 해보자. m
중력에 의한 가속도 10을 받기 때문에 a
두팔로 850만큼의 힘을 버텨야 한다. F
이걸 수식으로 요약하면,
85 x 10 =850 이렇게 요약할 수 있다.
그리고 더 간단하게 하면
ma= F 라고 할 수 있다.
그래서
F=ma 라고 할 수 있는 것이다.
이번엔 75kg의 사람을 보자.
75kg인 사람은
750의 힘을 받는다.
75kg인 사람은 m
중력에 의한 가속도 10을 받기 때문에a
750의 힘을 받는다.F
이 상황을 수식으로 나타내면
75x10=750 이렇게 요약할 수 있고
이걸 더 요약하면,
ma=F 로 이렇게 요약할 수 있다.
F=ma 라고 할 수 있는 것이다.
어떤가?
이제 F=ma로 자신이 받는 중력을 구해낼 수 있겠는가?
좋다.
이번엔 다른 상황을 알아보자.
만약,
75kg인 사람이 물구나무 선다고 해보자. m
중력에 의한 가속도 10을 받기 때문에 a
두팔로 750만큼의 힘을 버텨야 한다. F
이상황을 수식으로 말하면,
75x10=750 이 되고
이걸 요약하면,
ma= F 라고 할 수 있다.
즉,
F=ma 인 것이다.
앞으로
힘의 표현(작용점, 힘의크기, 힘의 방향)으로 중력을 표현하여 중력을 눈으로 볼 수 있도록 해야한다.
이방법은 아까도 말했지만 운동을 물리학적으로 역학적으로 분석할 때 가장 기본적인 툴이 되기 때문이다.
앞으로 내가 운동을 역학적으로 설명할 때 매우 많이 사용할 것이다.
그리고 ma= F 로 내가 받는 중력을 알아내자.
ma=F 에서
즉 정확히 말하면
m x a=F 에서
자신의 질량(kg)을 m에 넣어라. 그리고 a에는 중력가속도가10이므로 10을 넣어라. 그럼 당신이 받는 F, 즉 중력의 크기가 나온다.
중력가속도는 지구상있으면 항상 정해진 값이다.
그러므로 지구상에 있는 모든 물체는 중력가속도 10을 받는다.(더 정확하게는 9.8)
그래서 자신이 받는 중력을 알고 싶을때 위의 설명처럼
m에 자신의 질량을 넣고 a에 10을 넣어서 자신이 받는 중력 F를 구하는 것이다.
덤벨이 받는 중력을 알려면 어떻게 해야하는지 알겠는가?
m에 덤벨의 질량을 넣고 a에 10을 넣어서 자신이 받는 중력 F를 구하는 것이다.
계산해보면 알겠지만 덤벨이 무거울수록 받는 중력이 크다.
이것이 바로 내가 그 덤벨을 들기 위해 큰 근력이 필요한 이유이다.
왜 물구나무나 턱걸이같이 자신의 몸무게로 하는 운동은
몸이 무거울수록 힘든지 알겠는가?
무거울수록 중력을 크게 받기 때문이다.
앞으로 운동하면서 많이 써먹었으면 좋겠다.
물리학적 정리.
F=ma무슨말이야?
Force= Mass x Acceleration
한국어로하면, 힘= 질량 x 가속도
더 한국어로 말하면,
힘은 결정된다. 얼마만큼의 질량이 받고있느냐에 따라 얼마만큼의 가속도를. 라는 말이다.
수식에 맞춰 읽으면 이렇게 된다.
좀 더 자연스럽게 하면,
힘은 결정된다. 얼마만큼의 질량이 얼마만큼의 가속도를 받고있느냐에 따라
지구상에 있는 모든 물체는 중력가속도 10을 받는다. 그러므로
실제 중력을 받는 상황을 ma= F 이 순서로 알아보자.
85kg인 사람이 10의 중력가속도를 받고 있으면 850의 중력을 받고 있는 것이다.
요약하면 85x10=850
더 요약하면, ma= F 가 된다.
75kg인 사람이 10의 중력가속도를 받고 있으면 750의 힘을 중력을 받고 있는 것이다.
요약하면 75x10=750
더 요약하면, ma= F 가 된다.
왜 당신이 무거울수록 물구나무가 힘든지 알겠는가?
뭄이 무거울 수록 큰 중력을 받으므로 두팔이 그만큼의 중력을 견뎌내야하기 때문이다.
중력가속도 정리
F = ma = mg
g= Gravitational + acceleration = 중력+가속도 = 9.8 = a
F=m x 10
F=m x 9.8
ex) 나의 몸 질량 75kg x 중력가속도 9.8= 735 N
ex) 덤벨질량 25kg x 중력가속도 9.8= 245 N
단위체계
F(N)=m(kg)a(m/s2)
이제 중력을 이해했으니
글을 읽어보자. 물구나무 서는 원리를 중력과 작용반작용을 통해 분석할 수 있을 것이다.
또한 물구나무라는 운동을 분석하는데 엄청난 통찰력을 가져다준다.
잠깐, 근데 지구가 중력으로 나를 아래로 당긴다면
나는 밑으로 떨어져야하는데 왜 안떨어질까?
궁금하다면
이 글을 읽어보자. 매우 쉽게 이해 할 수 있을 것이다.
긴글 읽어 주셔서 감사합니다. 운동하는데 많은 도움되었으면 좋겠습니다.
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