최고점에서의 가속도
돌멩이를 똑바로 위를 향해 던졌을 때 그 궤적의 맨 꼭대기 점에서 돌멩이 속도는 순간적으로 0이 된다. 그러면 이 점에서 가속도는 얼마인가?
a) 0
b) 9.8m/s2
c) 0보다 크나 9.8m/s2보다 작다.
해답: 정답은 b).
순간적으로 속도가 0이 된다고 해도 그 순간에는 속도의 변화는 일어나고 있는 것이다. 그것은 그 점을 중심으로 돌멩이가 움직이는 전후의 운동을 생각해 보면 분명한 사실이다. 예를 들어 꼭대기에 도달하기 1초 전이나 1초 후의 돌멩이의 속도는 9.8m/s다. 그러므로 돌멩이는 속도가 0이 되는 지점을 통과할 때도 다른 값의 속도를 갖는 점을 지날 때와 마찬가지로 똑같은 비율의 속도변화를 갖게 된다. 공기의 저항을 무시한다면 이 속도의 변화율은 9.8m/s2이다.
다른 관전으로 볼 수도 있다. 뉴튼의 제 2 법칙에 의하면 어떠한 물체에 가해진 힘은 그 물체를 가속시킨다. 중력은 돌이 움직이는 동안 돌멩이가 지나는 모든 점에 작용한다. 모든 점에서 가속도는 일정하다. 심지어 맨꼭대기 점에서도! 어쨌든 돌멩이가 정상에서 순간적으로 정지하고 가속되지 않는다면 계속 그 상태로 있어야 한다. 다시 말해 떨어지지 않아야 한다는 얘기다. 영원히.
