엘리베이터의 관성력 - 자바실험실

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.