새총 탄도 IV - 강구 무게, 바람

역시 재미로 쓴다.

 

 

귀챦으니까 그림은 새총 탄도 III 에서 재활용한다.

 

주제는 '바람이 불때 강구의 무게에 따라 휘어지는 정도가 다른가?' 이것을 역학적으로 이해하고자 함이다.

 

그림에서 y축 방향 바람의 힘 때문에 강구는 y축으로 휘어지게 된다. 얼마만큼 휘어지는가는 탄도 III 에서 설명을 했다. 그런데, 강구의 방향을 휘어지게 하는 바람의 힘에 저항하는 것이 바로 강구의 관성이다. 관성은 질량에 정비례한다. 뉴턴의 제2 운동법칙은 이것을 아주 간단하게 보여준다.

 

F=ma

 

바람의 힘(F)에 저항하는 강구의 관성은 m*a 즉 강구의 질량 * 가속도로 표현할 수 있다. F를 고정하면 강구의 질량과 강구의 가속도는 반비례관계. 쉽게 풀면 강구의 질량이 클수록 바람에 의한 강구의 y축 방향 가속도는 작아지고, 강구의 질량이 작을수록 강구의 가속도는 커진다. 

 

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결론

 

강구가 무거울수록 바람에 의한 탄도 변화가 작아진다. 다르게 쓰자면 바람이 없으면 강구 크기(무게)에 따른 변화는 없다. 또 다르게 쓰자면 바람 많은 날은 무거운 강구를 사용하면 유리하다.