엘리베이터의 관성력


엘리베이터와 관성력

엘리베이터는 관성력을 느끼기 좋은 공간입니다.
엘리베이터를 타고 아래층에서 위로 올라가려고 하는 경우를 생각해 봅시다.

위로 올라가는 버튼을 누르면 갑자기 몸이 무거워짐을 느낍니다. 엘리베이터가 위쪽 방향으로 가속되지만 내 몸은 관성에 의해 정지해 있으려고 합니다. 따라서 엘리베이터 바닥은 내 발바닥에 압력을 가합니다. 만약 내가 저울 위에 서 있다면 몸무게가 증가한 것으로 측정될 것입니다.

엘리베이터가 어느 정도 가속이 된 후에는 등속 운동을 합니다. 이 때 엘리베이터와 몸은 일정한 속도록 움직입니다. 엘리베이터와 몸의 상대속도는 '0'입니다. 만약 내가 저울 위에 서 있다면 몸무게는 그냥 평지에 서 있는 것과 동일하게 측정됩니다.

엘리베이터가 거의 다 올라오면 서서히 감속됩니다. 내 몸은 관성에 의해 계속 상승하려고 하기 때문에 몸이 약간 가벼워짐을 느낍니다. 만약 내가 저울 위에 서 있다면 몸무게가 감소한 것으로 측정될 것입니다.

이렇게 엘리베이터가 가속되거나 또는 감속되는 동안 내 몸무게를 변화시켰던 힘을 '관성력'이라고 부릅니다. '관성력'은 물체의 관성에 의해 나타나기 때문에 질량에 비례하여 측정됩니다. 재미있는 것은 관성력이 실제로 존재하는 힘이 아니라는 것입니다.
위 경우 실제로 존재하는 힘은 엘리베이터 모터의 '전자기력'과 지구의 '중력' 뿐입니다.

관성력은 실제로 존재하는 힘이 아닙니다.

버스가 급회전할 때 몸이 바깥으로 쏠리는 경험을 한 적이 있을 것입니다.
버스가 여러분의 몸을 밖으로 쏠리게 한 것이 아니고, 내 몸이 관성적으로 직선 운동을 하려 했기 때문입니다.
이처럼, 관성력은 실제로 존재하는 힘이 아닙니다.