태양계에서 공 떨어뜨리기(Solar System Ball Drop)

태양계에서 공 떨어뜨리기(Solar System Ball Drop)

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Video Credit & Copyright: James O’Donoghue (JAXA) & Rami Mandow (Space Australia); Text: James O’Donoghue

지구, 목성, 천왕성 중 어디에서 공이 가장 빠르게 떨어질까? 위 애니메이션은 공기 저항을 무시했을 때 유명한 태양계 천체 표면에서 1km 높이에서 공을 떨어뜨리는 장면을 보여준다. ㄲ 천체들의 중력의 세기는 끌어당기는 천체의 질량에 따라 결정된다. 더 질량이 무거운 천체가 더 강한 중력을 행사한다. 하지만 중력 힘중심에서부터 거리에 따라 달라지며, 거리가 짧아질 수록 공은 더 빠르게 떨어진다. 거리와 질량의 효과를 모두 적용하면 놀랍게도 천왕성지구보다 14배 더 질량이 무거운데도 공을 더 느리게 끌어당기는 것을 볼 수 있다. 이 현상은 천왕성이 훨씬 밀도가 낮아서 질량 중심에서 아주 멀리에 구름 꼭대기가 위치하기 때문이다. 떨어지는 공은 항상 속도가 빨라지지만 이 과정은 자유 낙하이기 때문에 공에 있는 사람은 그 가속도를 느낄 수 없다. 이 영상을 보면 앞에서 언급한 세 행성들 중 목성에서 지구나 천왕성보다 더 빠르게 공이 떨어지고 있는 것을 볼 수 있다.

Explanation: Does a ball drop faster on Earth, Jupiter, or Uranus? The featured animation shows a ball dropping from one kilometer high toward the surfaces of famous solar system bodies, assuming no air resistance. The force of gravity depends on the mass of the attracting object, with higher masses pulling down with greater forces. But gravitational force also depends on distance from the center of gravity, with shorter distances causing the ball to drop faster. Combining both mass and distance, it might be surprising to see that Uranus pulls the ball down slightly slower than Earth, despite containing over 14 times more mass. This happens because Uranus has a much lower density, which puts its cloud tops further away from its center of mass. Although the falling ball always speeds up, if you were on the ball you would not feel this acceleration because you would be in free-fall. Of the three planets mentioned, the video demonstrates a ball drops even faster on Jupiter than either Earth and Uranus.

Authors & editors: Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
NASA Official: Phillip Newman Specific rights apply.
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A Service of: ASD at NASA / GSFC & Michigan Tech. U.
Translated by: WouldYouLike Woong-bae Zee

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