1-1D. 진공자유낙하(Free Falling in Vacuum)
(Last Updated 2006/2/17)
아리스토텔레스(BC384~322)는 낙하운동의 경우 무거운 물체가 가벼운 물체보더 더 빨리 떨어지고 낙하속력은 물체의 무게에 비례한다고 생각하였다. 우리 눈에도 물체의 움직임은 그가 설명한 것과 비슷해 보이며 이 생각은 1589년 갈릴레이가 반박하기 전까지 옳은 것처럼 여겨졌다.
갈릴레이(1564~1642)는 자유낙하에서 모든 물체는 공기의 저항이 없는 이상적인 경우 같은 가속도로 낙하할 것이라 가정하였다. 그는 또한 정지상태로부터 낙하한 물체의 진행거리는 시간의 제곱에 비례할 것이라고 예언하였으며 처음으로 수학적 관계식을 유도하였다.
[그림1]과 같이 실험장치는 일반 공기가 들어있는 공기튜브와 공기를 빼내 버린 진공튜브가 붙어있으며 각각의 튜브에는 깃털과 금속조각이 들어있다. 실험관의 양쪽 끝을 잡고 수직으로 세운후 관 내부의 물체가 낙하하는 낙하양상을 각각 관찰해보자. 깃털과 금속조각 중 어느것이 먼저 떨어질까?
진공중에서의 이러한 실험은 갈릴레이 시절(불과 400여년 전)에는 물론 실험이 불가능하였으므로 이러한 점이 갈릴레이의 업적을 더욱 위대하게 만드는 것이다. 낙하운동에 대한 갈릴레이의 업적을 요약하면 다음과 같다.
'지구상의 모든 물체는 주어진 위치에서 공기의 저항이 없으면 동일한 가속도로 낙하한다.'
 [그림1] 진공낙하 실험장치 |
실험실소개
국제캠퍼스
