누가 먼저 떨어질까?

자유낙하와 수평으로 던져진 물체

 

장총으로부터 매우 빠른 속력으로 수평으로 쏘아진 총알과 같은 높이에서 같은 시간에 자유낙하시킨 총알이 있다. 어느 총알이 땅에 먼저 떨어질까?

  1) 자유낙하시킨 총알이 먼저 떨어진다.

  2) 장총에서 발사된 총알이 먼저 떨어진다.

  3) 둘 다 같은 시간에 땅에 떨어진다.

         

 

  정답은 3) 둘 다 같은 시간에 땅에 떨어진다.

중력장에서 물체를 수평으로 던졌을 때의 물체의 운동은 두 개의 운동으로 나누어 설명할 수 있다. 수평방향으로는 등속도운동, 수직방향으로는 자유낙하운동을 한다.

아래 그림에서 보는 바와 같이 수평으로 던진 물체는 수평방향의 등속도운동과 수직방향의 자유낙하운동이 합성되어 포물선운동으로 나타난다.

 

 

 

그림에서 보듯이 수평으로 던져진 물체의 연직방향의 운동은 자유낙하 운동과 같다. 따라서 자유낙하하는 물체나 수평으로 던져진 물체나 동시에 떨어지게 된다.