달리는 배수구

달리는 배수구

 

 

달리는 차의 바닥에 있는 배수구의 뚜껑을 열어서 담겼던 물이 빠져나가게 했다. 빠져나가는 물이 달리는 차의 속도와 운동량 및 운동에너지에 미치는 영향을 알아보자.

차의 속도는 어떻게 될까?
a) 증가한다.
b) 감소한다.
c) 변함없다.

차의 운동량은?
a) 증가한다.
b) 감소한다.
c) 변함없다.

차의 운동에너지는 어떻게 변할까?
a) 증가한다.
b) 감소한다.
c) 변함없다.

 

 

 

해답 :  첫 번째 질문의 답은 c).두 번째는 b). 세 번째도 b).

쥐고 있던 물체를 한번 풀어놓아 보라. 그것은 나에게 아무 힘도 가하지 않고 내가 그 물체에 아무 힘도 작용하지 않는다는 것을 금방 알 수 있다.

마찬가지로 배수구로 빠져나가는 물도 차에 아무런 힘도 가하지 않으므로 차의 속도에는 변함이 없다. 빠져나가는 물은 차 안에 들어있을 때와 같은 수평방향의 속도로 흘러나간다.

물론 이 빠져 달아나는 물은 운동량과 운동에너지를 빼앗아 간다. 그러므로 차의 운동량과 운동에너지는 감소하게 된다.