> 누군가가님께서 말씀하시길....
> 제가 이 문제때문에 정말 많이 고민했었는데요,,,
>
> --통 속에 물을 가득 채우고, 물통 바닥에 실을 매고,
> 반대쪽 실에 나무토막을 매단다. 이때 나무토막은 물 속에
> 잠겨 떠 있는 상태이다.(실은 팽팽하게 늘어난 상태이다)
> 대야가 연직상방, 하방으로 가속운동을 했을때, 나무 도막의
> 움직임에 대하여 설명하여라...(a가 중력가속도보다 크거가
> 같거나, 작은 경우 모두 설명하시오..)--
>
> 근데여, 위의 문제에서 나무토막이 물 속에 있거나,
> 물 표면 위에 떠있거나 답은 똑같져?
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
우선 물통(대야라고도 했군요)을 윗방향이나 아래방향으로 가속시키는 것은 물통속의 모든 물체에 걷보기 힘을 발생시키게 되는데 이 걷보기 힘은 중력의 성질과 동일합니다 (이게 바로 아인슈타인의 등가원리입니다) 따라서 이 문제의 논의를 다음과 같이 간단히 생각할 수 있겠습니다.
물통속의 모든 물체, 물과 나무토막이 받는 중력에 대하여
(1) 물통을 윗 방향으로 가속시키는 것은 중력을 증가시키는 효과가 나타난다. 즉 (걷보기) 중력가속도 a가 커진다.
(2) 물통을 아래 방향으로 가속시키면 중력을 감소시키는 효과가 나타난다. 즉 중력가속도가 줄어든다. 심지어 아래방향으로의 가속도가 g보다 커진다면 중력의 방향이 위쪽이 된다.
한편 부력이라는 것은
(1) 중력의 영향 때문이다. 즉 나무토막이 아래방향으로 떨어지려는 경향과 물이 아래방향으로 떨어지려는 경향의 다툼에서 비롯된 것으로 물의 밀도가 높아서 물이 아래를 차지하는 것이 더 유리하기 때문이다. 따라서 부력은 중력가속도에 비례하는 크기로 나타난다.
(2) 질문에서 물통을 어떻게 운동시키거나 부력의 방향은 걷보기 중력가속도에 반대되는 방향으로 나타나므로 그 방향이 바뀌지만 않는다면 달라질 것이 없다. 단 방향이 바뀐다면 나무토막이 물통의 바닥으로 가벼릴 것이다. (실제로 물통의 물도 물통을 떠날 것이지만...)
정기수
|
|
님이
남겨주셨습니다.
[Re]가속운동하는 물통 속의 물체의 운동