원심력과 구심력이 평형을 이룬다는 말은 완전히 틀린말이다.
먼저 그대들의 이해를돕기위해 구심력이 무언지부터 차근차근 써내려가겠다.
구심력, 많은이들이 오해하는부분이기도하지만 사실 구심력은 ‘구심력\'이라는 힘이 존재하는것이아니다.
그냥 알짜힘일뿐이다, 마찰력이,탄성력이,장력이,혹은 또다른어떤힘이 구심력의 ‘역할\'을 하는것일뿐.
그다음 원심력이란 무언가 살펴보자
원심력은 기본적으로 관성력이다 ,그렇담 원심력을 이해하기위해서는 관성력에대한 탄탄한 이해가 필요하다
관성력은 무엇인가 ? , 관성력이라함은 영어로 풀어쓰면 pseudo force (가짜 힘) 이라 한다 ,그렇다면 이러한 힘은 왜 만들어진것인가 ?
이는 뉴튼의법칙의 오류 로 부터 출발한다 , 그렇다, 관성력의 근간은 뉴튼의법칙의 결함이다.
뉴튼법칙에 따르면 .. 하나의사건을 여러명의 관찰자가 관찰할때 , 그 사건이 다르게 보여질순있으나(공간의상대성인정) 그렇다하여도 동일한 물리법칙하에 운동을 설명할수 있어야 한다 고 한다.
그런데 실제로는 정지,등속좌표계 에 있는 관찰자들에게는 이것이 성립하나, 가속좌표계에 있는 관찰자에게는 뉴튼의법칙이성립하지 않음이 발견되었다.
그말인즉, 뉴튼법칙은 분명 잘못되었단것이고 따라서 고칠필요성이 생긴것이다
그리하여 탄생한것이 바로 관성력 이라는 가상의힘 이다
뉴튼법칙자체를 바꿔놓기엔 역량이부족하니, 인위적으로 힘을만들어내어 가속좌표계에서도 뉴튼의법칙을 성립시키기로한것,즉 궁여지책인게지.
이렇게 원심력과 구심력에대해 맛을보았으니 이제 과연 ‘원심력과 구심력이 평형을 이룬다\' 라는 상황이 과연 옳은지 , 그 진위여부를 하나하나 따져보자.
그러기위해 하나의 상황을 가정하자, 어떤 판 위에서 실에매달려 등속원운동을 하는물체가있다고하자, 이때 이물체에 실제 작용하는힘은 실에작용하는 장력이다 ,그리고 이 사건을 두명의 관찰자가 관찰을한다고하자 , 한명은 정지계 에 그리고 또다른한명은 실과함께 원운동하는 좌표계에있다.
먼저 정지계에있는 사람이 이 운동을설명을하자면이렇다, “등속원운동을하는걸보니 물체에 구심력이작용하겠군, 그렇다면 구심력의역할을하는 힘이 필요한데 저상황에서는 실의 장력이 구심력의 역할을해주어 등속원운동을 가능케하는것이네\" .
이번엔 판위에서 함께 원운동하는 관찰자입장에서 설명해보자면 이럴것이다, “ 등속원운동이라니 , 그게 무슨 말인가 ? , 나에겐 이 물체는 정지해있는데 등속원운동이라니 택도없다, 아니그런데 .. 어찌됐건 장력은 존재하는데.. 어째서 이물체는 정지해있는가 ? , 뉴튼법칙에따르면 힘이작용하면 물체는 가속운동을해야마땅한데 , 내가보기에는 이물체는 정지한 상태가 아닌가?.. 그렇다면 뉴튼의법칙에 어긋나는군 ..허나 이럴때 뉴튼법칙을성립시키기위해 생각해낸것이 관성력이니 한번 이상황에 적용시켜보자, 장력이 물체에작용하는데 물체는정지해있다, 그러려면 물체가정지하기위해서 장력과반대방향으로 같은크기의 힘을 내가 생각해내면 그만이겠군, 그리고 이는 정지계의 입장에서관측했을때의 관성력(장력) 과 같은크기에 반대방향이 되는셈이구나 \" 라고 할것이다
위에서 봤다시피 , 원심력과 구심력은 그 크기가 같고 방향이반대임엔 틀림이없다, 자명한사실이다, 헌데 어째서 평형을 이루지 못하는가 .?
간단하다, 둘은 애시당초 ‘같은공간, 같은작용점\' 에 작용하는힘이아니기 때문이다
그저 크기가같고 반대방향이라하여 평형을이룰순없지않은가?,같은공간 ,같은작용점에 작용해야 평형을 이룰것이니 말이다
이정도다, 궁금하거나 의아한 부분이 있다면 얼마든지 태클하도록 , 오해의여지는 분명있을수있다, 지금이라도 이해하고 받아들이면되는것이니 .이로인해 그대들의 논란이 종식됐음 바란다.
등속원운동하는 계에 있을때 장력을 주변의 움직임으로 설명할 순 없음? 내가 정지해있더라도 주변이 빙빙 돌테니