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1g 라는 중력에 대해 궁금한 것이 있습니다. (진지)
게시물ID : science_67181짧은주소 복사하기
작성자 : 코나투스
추천 : 0
조회수 : 3505회
댓글수 : 8개
등록시간 : 2018/04/19 20:30:29
지구의 중력이 1g 잖아요

하지만 이건 어디까지나 행성입장에서 바라본 1g라는 수치상 중력이고

생물체의 입장에서는
인간 개개인마다 질량과 무게가 조금씩 다른데
그렇다면 누군가에게는 중력이 1.0000000000000000001g로 느껴질 수도 있고
누군가에게는 1.000000000000000000000000000001g로 느껴질 수도 있는거 아닌가요?

하물며 인간이 아닌
인간과 확연하게 차이나는 질량과 무게를 지닌 곤충이나 미생물들에게 적용되는 중력이 과연 1g가 맞는지가 궁금합니다.

지구의 중력을 1g로 정의하지만 개별 생명체에게 적용되는 중력이 과연 저 1g로 통용될 수 있는지가 궁금합니다
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2018-04-19 20:49:47추천 0
중력 1g라는 것은 엄밀히 말해 중력가속도가 1g라는 말입니다.

중력가속도의 단위는 m/s2로 인간, 곤충, 동물 등의 무게와 관계없이 동일하게 작용하여 단위에서 보시듯 무게와는 직접적인 연관이 없습니다.

다만 미세한 중력가속도의 변화를 체험하고자 하신다면 계단 위로 오르거나 내려가시면 됩니다.

말씀하신 물체의 질량에 따라 달라지는 바에 대한 것은 중량 혹은 무게라는 수치를 통해서 중력가속도에 의해 물체에 작용한 힘으로 바뀐 값에서 찾으실 수 있을것 같습니다.
댓글 0개 ▲
2018-04-19 20:54:21추천 0
1. 중력가속도는 대상의 질량과는 상관없습니다.  개미에게도 코끼리에게도 동일하게 적용됩니다.
2. 중력가속도는 위치(거리)에 따라 다릅니다. 지표면은 정확하게 구 인 것도 아니고, 평평한 것도 아닙니다.
높은 곳에 올라가면 중력 가속도는 감소합니다.
일반적으로 9.8 m/s^2  (더 정확히는 9.80665 m/s^2) 은 지구를 평평한 지오이드로 가정하고 평균값을 계산 한 것입니다.

3. 정말 극단적으로 생각하면 발끝과 머리끝에 적용되는 중력가속도는 다른 게 맞습니다.
지구 반지름이 대략 6,371km 이고, 사람의 키를 대충 2m 로 놓을때,
만유인력의 법칙을 이용해서 러프하게 구해보면 10조분의 1  정도 차이가 날듯 싶네요.
댓글 2개 ▲
2018-04-19 21:06:02추천 0
생물체는 뛰기도 하고 걷기도 하고 점프하기도 하고 움직이고 이동하면서 등산을 하기도 하잖아요

거리에 따라 중력가속도가 다르다면 1g라는게 항상 일정하기는 불가능하단 소리 아닌가요?

지오이드는 현실에 존재하지 않는 가상의 시뮬레이션이니 그저 계산하기 편하라고 적용한거니

그렇다면 지구의 중력이 모든생물에게 항상 1g로 작용한다는 건 엄격하게 말하면 틀린 것이 되겟군요?
2018-04-19 22:49:07추천 2
>> 엄격하게 말하면 틀린 것이 되겟군요?
엄격하게 말하면 틀린 거 맞습니다. 하지만 그건 '아무 의미 없습니다'

사람들이 자신의 키를 이야기 할때 내 키는 199 cm 야 (희망 사항입니다.) 라고 말하지. 199.2958929499292 cm 라고 말하는 사람은 없습니다.
그런 그렇게 정확한 값이 아무런 의미가 없기 때문입니다.

그럼 여기서 확인해야 할 것은 '얼마나 엄격해야 하냐? 얼마나 정확해야 하냐?' 라는 것입니다.
1% 까지는 틀려도 되는 것인지, 0.0001% 까찌는 틀려도 되는 것인지, 0.00000000001% 까지 같아야 하는 것인지는 그때그때 다릅니다.
원주율을 3.14 로 놔도 충분한 경우도 있고. 때론 3.141592 까지 필요할 수도 있고, 때로는 소수점 아래 백만자리까지 필요할 수도 있습니다.

당연하게도 '얼마나 엄격해야 하냐?' 를 다루는 분야가 있습니다.

중/고등 학교레벨에서는 간단하게 '유효숫자'라는 개념을 배웁니다. 여기서 큰 숫자 아래서 작은 숫자가 뭉개지는 것이 나옵니다. 약 100만에 1을 더해도, 그건 '약 100만'인거죠.

대학교에서는 다루는 분야에 따라 다르지만, 물리 쪽에서는 정확도와 정밀도, 측정 오차 같은 것으로 등장합니다. 극한까지 파고 들면 '불확정성의 원리'까지 등장하겠죠. 수학으로 가면 '오차 함수' 같은 것을 이용해서 다룹니다.

사실 우리는 그 결과만을 받아서 사용하는데,  중력가속도를 9.8 m/s^2 이나 9.80665 m/s^2 라고 쓰는 것은 '그정도면 충분히 정밀도'를 가지고 있다고 판단하기 때문입니다.
예를 들면 에베레트스산 (8km) 나 비행기 항공 고도(10km) 수준으로 올라가더라도, 저 수치가 바뀔만큼의 영향을 주지 않습니다.

뭐...  우주여행이라도 하시겠다면, 훨씬더 높은 정밀도가 필요하긴 한데, 그쯤 되면 만유인력의 법칙을 바탕으로 거리의 변화에 따라 같이 바뀌는 미적분을 동원하면 계산이 됩니다. 추가로 우주선의 속도가 있을테니, 아인쉬타인의 상대성 원리를 적용하여 보정하면, 더욱더 정확한 값을 얻을 테고요.
2018-04-19 21:00:45추천 0
지구에서는 다행히도
발끝에서의 중력가속도와 머리끝에서의 중력가속도가 10조분의 1정도만 차이가 나서
생존이 가능합니다만.

블랙홀이라면
그 차이가 어마어마해서 사람이 죽는다고 생각하기도 전에
머리끝과 발끝의 중력가속도 차이에 의해
찢어져 죽습니다.
댓글 0개 ▲
2018-04-19 22:57:43추천 0
1g라는건 1g_0를 의미하는데 g_0라는게 표준값으로서 9.8m/s^2라는 값을 갖습니다. 따라서 1g는 항상 일정하게 9.8m/s^2의 값을 갖습니다.

실질적인 중력가속도는 고도와 위도에 따라 달라지게 되는게 지표면에서는 대략 9.764m/s^2에서 9.834m/s^2 사이에서 변화합니다. 중력의 변화를 가장 느끼기 쉬운 방법은 고층빌딩의 최고층까지 올라갔다 내려오는 것 입니다. 대기는 중력에 의해 아래쪽에 가장 많이 모여있어 고도에 따라 압력차이가 발생하게 됩니다. 이러한 압력차이에 의해 귀가 먹먹해지는 현상이 발생하거나, 충분히 민감하다면 고층에 있을 때 보다 지상에 내려왔을 때 몸이 더 무겁게 느껴지실 수도? 있습니다. 이러한 정도의 변화는 일상적인 상황에서 전혀 문제될 것이 없기 때문에 지구의 중력을 1g로 통용하는데 아무런 문제가 없습니다.

지오이드라는건 동일한 이펙티브 포텐셜을 갖는 위치를 잇는 표면이기 때문에 전혀 평평하지 않고 울퉁불퉁합니다. 지오이드 표면 내의 질량 분포와 원심력등에 의해 결정되게 됩니다. 등고선이 같은 높이를 나타내는 개념 이듯이 실재하는 개념이며 지오이드 표면상에서의 중력포텐셜은 일정하지 않습니다.

아래의 위키에서 참고문헌등을 살펴보시면 좀 더 자세하게 설명되어 있습니다.
https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_acceleration
https://en.wikipedia.org/wiki/Standard_gravity
https://en.wikipedia.org/wiki/Geoid
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2018-04-19 23:43:20추천 0
답변주신분들 감사합니다 많은도움이 되었습니다
댓글 0개 ▲
2018-04-22 10:27:00추천 0
중력이라는 것이 질량을 가진 두 물질이 서로 잡아당기는 힘입니다.

9.8 이라는 상수로 보여서 상수같지만
사실은 이것도 지구의 질량과
다른 질량을 가진 물질이 만들어낸 변수입니다.

그러므로 저는 질문자의 말이 맞다고 생각합니다.
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