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자료조사 한거 여기 올리기

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자료조사 한거 여기 올리기

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중력의 특징 및 역할 

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중력의 특징 및 역할 

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중력은 지구상의 모든 사물에 영향을 미치며, 우주의 운동과 천체들의 움직임까지 결정합니다. 물체가 지구의 표면으로 떨어지는 것은 중력 때문이며, 이를 이용한 물체의 운동 및 에너지 변환은 현대 과학과 기술의 중요한 기초입니다. 또한 중력은 우주 비행 및 인공위성 운영에도 영향을 미치며, 인류의 우주 탐사와 연구에도 중요한 역할을 합니다. 중력의 중요성 중력은 생명을 유지하는 데도 핵심적인 역할을 합니다. 지구의 중력은 대기 중의 공기를 지상으로 끌어내어 숨 쉴 수 있게 하며, 물체가 땅에 떨어지는 것은 식물의 성장과 동물의 활동을 지원합니다.

중력은 천체들의 운동을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 행성은 별 주위를 공전하며, 인공위성은 지구 주위를 공전합니다. 이러한 운동은 중력의 작용 결과로 설명되며, 행성 간의 상호작용이나 태양계의 형성 역시 중력에 의해 결정됩니다. 아인슈타인의 상대성 이론과 중력: 아인슈타인의 상대성 이론은 중력을 더욱 정교하게 이해하게 해주었습니다. 일반상대성 이론에서 중력은 물체의 질량이 공간-시간을 구부리는 결과로 생각됩니다. 이로써 중력은 공간과 시간의 곡률을 따라 물체가 운동하는 원리로 설명됩니다.

중력은 질량을 가지고 있는 모든 물체에 보편적으로 작용하는 동시에, 질량에 무관계한 일정한 가속도를 물체에 준다는 특수한 성질을 가지고 있다. 이 때문에 줄이 끊어진 엘리베이터에서처럼 그 자신이 중력의 가속도와 동일한 가속도를 가진 물체 내에서는 중력이 완전히 상실된 경우와 같은 현상이 관찰된다. 거꾸로 무중량상태(無重量狀態)인 우주공간 안에서도 적당한 방법으로 가속도가 주어진 물체 내에서는 가속도에 의한 관성력이 중력과 동등한 효과를 가진다고 생각된다. 이와 같이 실제로 존재하는 힘으로 생각되는 중력도 좌표계를 정하는 방법에 따라 나타나는 겉보기힘과 구별할 수 없게 된다

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(1) 중력

① 중력 : 질량이 있는 물체가 서로 끌어당기는 인력

② 중력의 크기 : 두 물체의 질량이 클수록, 두 물체 사이의 거리가 가까울수록 중력의 크기가 커진다.

[중력 공식]

③ 지구 중력의 방향 : 중력은 연직 아래 방향

④ 무게 : 물체에 작용하는 중력의 실제 크기

- 1kg 당 9.8N (항상 그런것은 아님. 달 or 고도 상승 or 적도와 극으로 인한 변화)

- 중력으로 인하여 낙하하는 물체는 1초당 9.8m/s씩 속도가 빨라짐 (공기저항을 무시할 경우 = 진공상태일 경우)

(2) 자유낙하 운동

① 자유 낙하 운동 : 물체가 중력만을 받아 아래로 떨어지는 운동.

② 깃털과 볼링공을 동시에 떨어뜨리면 무엇이 먼저 떨어지는가?

- 공기저항을 무시한다면) 깃털과 볼링공 모두 동시에 떨어짐. => 지표 근처에서 자유낙하 할 때 물체의 속력은 무게와 관계없이 매초 약 9.8m/s 씩 빨라짐.

- 공기저항을 고려한다면) 깃털과 볼링공이 동시에 떨이지지 않음. (볼링공이 먼저 떨어짐

(4) 중력과 역학적 시스템

① 중력이 지구 시스템에 미치는 영향

- 대류 : 차가운 공기는 아래로 / 뜨거운 공기는 위로

- 지표의 침식 : 중력에 의해 흐르는 물은 지표를 변화시킴

- 기상 현상 : 중력은 공기 중 수증기가 비나 눈의 형태로 떨어지도록 함

- 달의 공전 : 달은 중력에 의하여 지구에서 멀어지지 않고 지구 주변을 공전

② 중력이 생명 시스템에 미치는 영향(중요 - 객관식 선지)

- [동물] : 골격과 근육 <강한 근육과 단단한 골격. ex) 코끼리와 하마>

- [동물] : 기린의 심장과 혈압 <심장이크고 혈압이 높아, 심장으로 부터 멀리 떨어져 있는 머리까지 중력을 이기고 혈액을 뿜어냄>

- [동물] : 전정기관 <귀 속 작은 칼슘 덩어리인 이석이 중력을 감지하여 평형 유지>

- [식물] : 세포벽 <식물에는 세포벽이 있어 세포의 중력으로 생기는 무게를 지탱하고 높이 자랄 수 있도록 함>

- [식물] : 뿌리와 줄기 <중력이 작용하는 방향으로 뿌리를 내리고 반대방향으로 줄기를 뻗음>

③ 역학적 시스템

*교과서 문장 : 자연은 일정한 질서에 따라 지속성을 유지하는 체계인 역학적 시스템으로 구성되어 있으며 여러가지 힘(중력, 자기력, 전기 력 등)이 작용하여 시스템이 유지된다.

- 전자기력 : 전기력 + 자기력 [자석]

- 강력 : 원자핵 안에서 양성자와 중성자가 결합하는 힘

- 약력 : 소립자를 다른 소립자로 변화시키는 데 작용하는 힘

- 중력 : 질량을 가진 물체 사이에 서로 잡아당기는 힘

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중력을 받는 운동

1. 수평 방향으로 던진 물체의 경우 수평 방향으로는 등속 직선 운동을 한다.

2. 연직 방향으로는 지구에 의한 중력만 작용하므로 자유 낙하 하는 물체와 같이 등가속도 운동이다.

연직 방향

중력의 영향을 받아 물체가 상하 방향으로 움직이는 방향

수평 방향

작용하는 힘에 따라 수평면에서의 발사체 운동

등속 직선 운동

등가속도 운동