낙하운동 질문요~ 급해요;;(문제첨가했습니다)

[지브리엘]

낙하운동에서 진공과 공기중에서 쇠구슬과 깃털을 떨어뜨려보면서

질량은 낙하속력에 상관없고, 공기중에서 공기의 저항이 작을수록 속력이 빨라지잖아요?

여기까진 알겠는데...

쇠구슬에 종이테이프를 달고 떨어뜨리는 실험에서 쇠구슬의 질량이 클수록 종이테이프 타점간격이 크게 나온다는 것은 어떻게 설명해야 하나요? 낙하운동에서 배운대로라면 같은 속력으로 떨어져야 하는 것이 아닌가요?

생물전공인데 물리를 가르치려니 저도 모르고 애들도 모르고ㅠㅠ

꼭 가르쳐 주세요~

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[만트라]

속도와 가속도 부터 다시 잡고 가야할듯 싶습니다. 쇠구슬의 질량이 클수록 종이테이프 타점 간격이 크게 나오는것은.. 실험이 잘못된 것입니다. 종이테이프와 시간기록계의 마찰 때문에 질량이 작은 구슬일때는 좀 더 안나갈수 있습니다만.. 실제 자유낙하에서는 쇠구슬 두개는 같이 떨어져야합니다. 따라서 실험을 할 때, 질량이 좀 큰 추를 이용하시는게 좋겠네요.

[파인만]

답이 2,5번 두개가 되겠네요. 질량이 클수록 종이테이프 간격이 크다는 건 진공상태가 아닌 실제적인 공기저항력을 고려했을때 나오는 결과입니다. 운동방정식으로 생각해보면 되는데 이건 학생들 문제에서는 언급하지 않습니다.

[바람결]

다른 속도로 떨어지는 것이 맞습니다. 공기저항은 속력이 증가될수록 커집니다. 그러다가 공기저항이 무게(=중력)와 같게 되면 물체의 낙하속력이 더 이상 증가하지 않게 되는데, 그것을 '종단속도'라고 합니다. 즉, 무게가 무거울수록 그 무게만큼 공기저항이 가해지려면 속력이 커야되고, 바로 그러한 속력이 될 때까지는 낙하속도가 증가할 수 있다는 것입니다. 따라서 무거운 물체의 종단속도가 가벼운 물체의 종단속도보다 큽니다. 이러한 차이로 공기 중에서는 질량이 클수록 낙하속력이 증가하는 것입니다. 높이가 작으면 그러한 차이는 작겠지만, 시간기록계로 자세히 측정하면 차이가 나타나겠죠.

[피흘리는겨울]

음... 공부한지가 좀 되서 잘 기억이 안나는데... 공기 저항력이 질량에 관계되지 않나요? 제가 알기론 공기 저항력공식이 F=-bv^n 일때 n은 유체의 성질에 따라서 다르고 b는 질량에 관계된다고 알고있는데.... 아닌가요?

[피흘리는겨울]

보통 b를 상수로 두는 것은 해당하는 물체에서 상수이지 그 물체의 질량이 변하면은 변하는 값이라고 본듯한데... 파울스 책에 그렇게 되있었던 듯이요.... 아닌가?ㄷㄷㄷ