지구를 관통하는 구멍에 공을 떨어뜨리면 <br> <br>지구는 자전하고 있다. 회전축인 극은 제외하더라도 다른 장시에서는 축과 수직으로 원심력이 작용하기 때문에 만유인력과 원심력이 합쳐진 힘인 중력이 향하는 방향은 지구의 중심이 아니다. 그러므로 원심력을 생각하지 않아도 되도록 북극과 남극을 관통하는 구멍을 뚫어 공을 떨어트린다는 조건으로 생각해 보자. 구멍 안은 진공이라고 가정한다. <br>북극에서 공을 떨어뜨리면 공은 중력을 받으므로 낙하하면서 속도가 빨라진다. 이때 공이 받는 중력은 지구 중심으로 향할수록 작아지고, 중심부에서는 지구와의 만유인력이 상쇄되어 사라지기 때문에 무중량 상태가 된다. 중심을 통과하면 이번에는 운동 방향과 반대로 중력이 작용하여 반대쪽 지각에 가까워질수록 이동속도가 줄어들다가 남극에 도착했을 때 속력이 0이 되어 다시 북극쪽으로 떨어지게 될 것이다. 만약 여기에 공기의 저항이 있다면 북극에서 떨어진 공의 이동거리가 점점 줄어들다가 결국 중심에서 정지할 것이라고 예측할 수 있다. <br>만약 이 구멍을 따라 열차를 만든다면 공처럼 에너지 손실이 거의 없이 지구 반대편에 도착할 수 있을 것이다. 과학자들은 이 아이디어를 이용하여 해저에 내부를 진공으로 만든 터널을 설치해 에너지를 적게 사용하는 열차를 구상하였지만 터널의 건설과 진공상태 유지, 튜브의 강도 등 기술, 안정성 등의 측면에서 해결해야 할 과제가 많아 실현되지 못하고 있다. <br> <br>재밌어서 밤새 읽는 물리 이야기 중 ‘예리한 칼은 왜 물건을 잘 자를까’가 궁금해서 조사해 보았습니다. 먼저 책 내용을 요약하자면, 칼날이 예리한 칼은 좁은 면적에 힘이 집중되어 압력이 커지기 때문이다. 압력은 면적 1미터 제곱 당 수직으로 누르는 힘의 크기이다. 반면 무딘 칼은 넓은 면적에 의해 힘이 분산되어 잘 못 자른다고 합니다. <br>또 다른 일상생활 속 예를 생각해 보았습니다. <br>침봉 위에 맨발로 설 수 있을까? <br>하나의 침봉 위에 맨발로 서면, 틀림없이 바늘이 박힌다. 그러나 침이 많으면 괜찮을지도 모른다. 아까 말했듯이, 압력은 면적 1미터 제곱당 누르는 힘의 크기이다. 침봉 하나면 면적이 비교적 적어 힘이 바늘 끝에 집중되는 반면, 침봉이 여러 개 있다면 면적이 넓어져 하나하나에 작용하는 힘이 줄어들기 때문에 괜찮다. <br>그렇다면 압력의 공식은 무엇일까? 압력은 힘을 받는 면적 분의 면을 수직으로 누르는 힘이다. 이를 통해서 코끼리와 하이힐의 압력을 비교해 보았습니다. 먼저 코끼리는 30000N 나누기 0.1 곱하기 4는 75000파스칼이 된다. 이게 단위 면적당 힘을 받는 것입니다. 하지만 하이힐은 400N 나누기 0.0001m 곱하기 2는 2백만 파스칼이 된다. 이를 통해서 하이힐의 단위면적당 압력이 코끼리보다 크다는 것을 알 수 있다. 이를 바탕으로 내가 생각하는 것은, 사람들은 신발이 아닌 일종의 흉기를 신고 다니는 것이 아닐까 다시 한번 생각해 보게 되었다.