갈릴레오가 사망한 1642년에 태어난 인물이 뉴턴입니다. 뉴턴이 사과가 떨어지는 것을 보고 만유인력을 발견했다고 전해지고 있는데 '사과는 떨어지는데 달은 왜 떨어지지 않는가?'라는 의문을 가지는 것은 자연스러운 반응입니다.
이 의문의 답은 '실은 달은 계속 떨어지고 있다' 입니다. 당신이 수평으로 공을 던졌다고 가정합니다. 공은 손에서 벗어나면 포물선을 그리면서 지상에 떨어집니다. 다음 좀 더 과감하게 기세 좋게 던져 봅시다. 조금 멀리까지 공이 도착했습니다. 그럼 엄청나게 빠른 속도로 수평으로 던지면 어떻게 될까요? 더 멀리 날아갈 것입니다. 이런 사고실험은 물리학에서 가장 중요한 능력 중 하나입니다. 즉, 떨어질 때까지 긴 거리를 날아가는 것입니다.
지구는 둥글고 커브를 그리고 있습니다. 지면은 수평으로 보이지만 실은 구부러져 있으므로 장거리가 되면 그 효과가 나타나고 지면이 조금 낮아지게 됩니다. 만약 공을 대단한 속도로 수평으로 던질 수 있었다면 그것이 수평면으로부터 조금 떨어져도 그 분지면이 구부러져 버려서 조금 낮아져 있으면 공과 지면의 거리가 변하지 않게 됩니다. 어디까지 가도 공과 지면의 거리는 변하지 않고 이윽고 지구는 둥글어서 일주해서 원래 위치로 되돌아옵니다. 이것이 지구를 공전하는 달입니다. 이러한 운동을 원운동이라고 합니다. 그러므로 원운동으로 하는 물체는 항상 원의 중심(지구의 중심) 방향으로 힘을 받고 있습니다. 지구에서는 이것이 중력입니다. 그러므로 달은 지구의 중력에 끌려 계속 떨어지면서 지구 주위를 계속 돌고 있습니다.
달은 원운동을 하고 있으므로 그 원심력이 중력과 균형을 이루고 있다고 생각했던 사람도 많을 것입니다. 이 생각도 정답이라고 할 수 있습니다. 다만 견해는 다릅니다. 달에 당신이 서 있다면 지구로 인한 중력과 원심력이 균형을 이루고 있다고 말할 수 있습니다. 원심력과 같은 힘을 관성력이라고 합니다.
출처 참조 번역
- Wikipedia
- 月はなぜ落ちてこないのか？
https://www.toho-u.ac.jp/sci/ph/column/Galileo_3.html
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