관성의 법칙이란??

차안에 날고 있는 잠자리가 갑자기 차가 출발하게 되면 뒷 유리창에 부딪힐까?
관성은 힘이 아니라 성질 이다. 즉 다시말해서, 정지하고 있던 물체는 계속 정지 하려는 성질을 갖고
운동을 하는 물체는 계속해서 운동을 하려는 성질을 같는 것을 말 한다.
관성의 작용은 힘의 합력이 0이 되므로 흔히 질량의 개념과 같이 말하기도 한다.

예를 들어 정지하고 있던 버스가 갑자기 출발하면 우리의 몸은 순간 뒤로 쏠리게 되는데 이는 정지하고 있던 우리몸이 계속 정지해있으려는 관성에 의해 몸은 그대로인데 차만 앞으로 가게 되어 순간 뒤로 넘어지는 것이다.
반대로 버스가 갑자기 급정거를 하게 되면 계속 움직이려는 관성에 의해 몸은 계속 운동하여 앞으로 가는데 차는 멈추게 되어 몸만 앞으로 쏠리게 되는 것이다. 그렇다면 차안에 날고 있는 잠자리는 어떻게 될까?



간단히 말하자면 큰 영향을 받지 않는다 . 지리 한 설명 보다 간단 한 예를 몇가지 들어 보겠다.



달리는 차안에서 공을 위로 던지면 뒤로 떨어질까요 ? 달리는 전철 안에서 제자리 뛰기를 하면 뒤로 떨어질까요 ?



두경우다 제자리로 떨어지게 된다. 왜 그럴까? 이유는 차안의 모든 부속물 그안의 사람이나 공기...심지어 날고 있는 잠자리까지 모두 차가 이동하는 방향과 같은 방향으로 움직이려는 관성을 가지기 때문이다.
만약 그렇지 않다면...아마 우리는 달리는 차안에서 안전밸트를 풀고 일어서거나 할때마다.
차 뒷유리창을 깨고 밖으로 팅겨져 나가는 놀라운 경험을 하게 될지도 모른다.



하지만 최초의 운동시작 시점에서는 서 있으려고 하는 관성 때문에 몸이 뒤로 쏠리게 된다.
이 경우 잠자리 역시 제 몸이 뒤롤 쏠린다는 느낌을 받을 것이다.
하지만 관성의 경우 질량에 비례하기 때문에 잠자리가 관성에 의해서 차가 출발함과 동시에 뒷 유리창에가 부딪히는 일은 일어나지 않는다.
겉보기에 구분이 안갈정도로 미미하게 잠자리 자신만 느낄만큼 뒤로 쏠리는 것은 사실이다.
여기 적절하고 재미있는 유사 사례가 있어 함께 올린다.



공짜여행 가능한가? 비행기를 타고 곧바로 올라갔다가 잠시 후에 도로 내려오면 그동안 지구가 자전하기 때문에 먼저 자리와는 다른 곳에 내릴 것이 아닌가?



이러한 질문을 하면 "그래,그럴 듯한데! 비행기가 곧바로 위로 올라가 있는 사이에 지구는 동쪽으로 돌테니까 만약에 비행기가 그대로 곧바로 내려온다면 먼저 자리와는 다른 곳에 내리겠지 그래,그럴 듯한데"하고 간단히 대답할 지도 모른다.
한 걸음 더 나아가 "만약에 그렇다면 서울에서 비행기를 타고 올라갔다가 얼마동안 시간이 지나서 곧바로 내려오면 인천에 도착하게?"하고 감탄하든지, 계산하기 좋아하는 사람은 지구의 회전속도를 생각하면서 "몇 초동안만 비행기가 하늘에 떠 있다가 내려오면 인천에 도착할 것인가, 또 몇 초후에 내려와야 북경에 도착할 것인가?"를 계산하여 볼 생각까지 할지도 모른다. 그 다음 좀 더 깊이 생각한 후에는 "그렇게 쉽고 값싼 여행이 가능하다면 어째서 지금까지 실천되지 않았는가?"라는 의문이 생길 것이다.



이러한 의문에 대해서는 끝까지 해답을 얻어야 한다."그것은 되지 않는 일이기 때문에 고도로 발달된 기술로도 해결하지 못하고 있겠지."하고 단념하여서는 안된다.



그러면 위에서 말한 환상을 과학적으로 고찰해 보자. 첫째로 우리가 알아야 할 것은 하늘에 떠 올라가도 본질상 지구의 속박에서 완전히 벗어나지 못한다.즉 우리들은 여전히 지구를 둘러싸고 있는 공기속에 들어있다.
다시 말하면 지구의 회전(여기서는 우선 지구의 자전만을 생각해 보자)에 직접 참가하고 있는 대기속에 휩쓸려 그 속박을 벗어나지 못한다.
그런데 공기는 그 속에 들어있는 모든 것 즉 비행기,구름,새 등등을 같이 데리고 지구와 함께 돌아가고 있다. 만약 대기가 지구와 함께 돌아가지 않고 지구가 돌든 말든 가만히 있다면 지구위에 서 있는 우리들은 대기를 강한 바람을 대하는 것과 똑같이 감각할 것이다.



대기가 지구와 같이 돌아가지 않는다고 가정할 때 바람은 무서운 태풍보다도 더 센 바람이 될 것이다.(태풍의 속도는 매초 40미터,매 시간 144킬로미터 정도이지만 지구는 실례로 평양의 위도에서-약 북위 90도-매 초 약 356미터, 따라서 한 시간에 약 1300킬로미터의 속도로 돌아간다.)



이 문제는 간단히 해결될 것이다. 즉 우리들이 한자리에 가만히 서 있고 공기가 우리곁을 스치거나,반대로 공기는 가만히 있고 우리들이 움직이거나 물리적인 효과는 같을 것이니 두 가지 경우에 있어서 같은 정도의 바람을 느낄 것이다.
값싼 여행을 하려는 공상이 반박당하는 둘째 이유는 다음과 같다.



만약에 우리들이 대단히 높이 올라가서 공기가 아주 희박한 곳에 (대기의 영향이 없다고 생각될 만큼 높은 곳)머물러 있거나, 지구 주위를 둘러싼 공기가 전혀 없다고 가정하는 경우에도 위에 지적한 공상은 실현되지 않는다.



사실상 돌아가고 있는 지구의 표면으로 부터 떨어져 올라가기 시작한 후 에도 우리들은 관성에 의하여 이전에 지구위에서 가지고 있던 속도로 운동을 계속할 것이다. 따라서 마치 쏜살같이 달려가고 있는 기차안에서 위로 뛰어 올라도 여전히 그 전 자리에 내리는 것과 같이 지구표면에서 올라가도 역시 그 자리에 내릴 것이다. 물론 역학적으로 자세히 따져 본다면 우리들은 관성에 의하여 직선방향(지구가 운동하는 곡선에 접선이 되는 방향)으로 운동할 것이며, 지구는 자기의 궤도인 원호에 따라 운동할 것이니 올라갔다가 내려오는 자리에 약간의 차이는 생기지만 이것은 짧은 시간에 대하여서는 문제가 되지도 못할 만한 차이에 지나지 않는다.