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제목 [Harry Kim] Inertia and Net force
Forces and Laws of Motion I 10
작성자 jac*** 등록일 2020-10-25 오전 12:02:12

안녕하세요, 


강의를 듣던중 질문 몇가지가 생겨서 남겨봅니다ㅎ

1) 강의중 예시 [Q10-11] The term "mass" refers to the same physical concept as : Inertia 

라는 질문이 있었는데, inertia 의 정확한 뜻이 뭔가요? 강의전에서도 Inertial Mass 라고 설명하셨는데 이해가 잘안갑니다ㅠ 


2) [Q10-12] 여기서 질문이 물건의 net force at highest point 였는데, 여기서 선생님께서 가장 높이 있을때에는 object 의 force 만큼만 밑으로 작용된다고 말씀하셨는데, 여기서 gravitational force (9.81m/s^2) 는 작용안하나요? 


감사합니다 ㅎ

2020-10-25 오후 11:06:09

1) inertia 란 물체가 기존의 운동상태를 그대로 유지하려는 성질입니다. 우리말로 관성이죠. 기존의 운동상태를 그대로 유지하려는 정도는 그 물체의 질량에 비례하며, 기존의 운동상태를 변화시키려면 force 가 필요합니다. 운동상태의 변화의 정도는 acceleration 으로 표현됩니다. acceleration 이 크다면 운동상태가 많이 변하는 것이고 acceleration 이 작다면 운동상태가 작게 변하는 것입니다. 물체에 가해지는 net force 와 acceleration 은 서로 비례관계에 있는데, 그 비례관계를 등호로 완성시켜주는 비례상수가 있을테고, 이 비례상수를 inertial mass 라고 정의하게 됩니다. 우리가 흔히 얘기하는 질량이라는 것이 바로 이 inertial mass 입니다. 즉, inertial mass 는 Newton 의 1, 2, 3 법칙으로 이어지는 힘과 운동의 관계에 등장하는 mass 입니다. inertial mass 는 운동의 상태, 그리고 그 변화의 정도에 결정적인 영향을 끼치는 양입니다.  

 

반면에, gravitational mass 라는 것도 있습니다. 이것은 Newton 의 만유인력의 법칙, 즉, 질량을 가진 두 물체는 서로 중력을 주고 받는다.. 고 할 때 등장하는 mass, 다시 말해서 중력의 원천이 되는 mass 입니다. 이 mass 는 운동과 상관없습니다. 그냥 가만히 서 있어도 mass 가 있기만 하면, 역시 mass 를 가진 다른 물체와 중력을 주고 받으며, 그 중력은 각 물체의 질량의 곱에 비례합니다. 

 

정의 자체가 서로 독립적이기 때문에, 운동에 기인하는 inertial mass 와 중력에 기인하는 gravitational mass 는 관련이 꼭 있어야할 이유는 없습니다. 하지만 놀랍게도, 정의의 시작점은 다르지만 두 mass 는 결국 같다는 것이 현재까지의 연구결과입니다. 배우는 입장에서는 다행이죠. 그러니 우리들은 inertial mass 와 gravitaional mass 를 혼동해서 구별없이 써도 됩니다.  

 

2. 공중에 뜨는 순간 모든 물건이 받는 force 는 중력 뿐입니다. 즉, 자기 weight 뿐입니다. 1.5 N 의 weight 를 가진 물체는 공중에 뜨는 순간 바로 이 1.5 N 의 중력을 받게 됩니다. weight = mg  이므로 g = 9.8 m/s^2 은 이미 이 weight 속에 들어가 있는 양입니다.

 

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