토르의 묠니르에 숨은 과학원리 - 구심력과 관성 (2021. 4. 15)

 

 

 

다윗과 골리앗은

전력 차이가 확연한 경쟁자를 일컬을 때 사용하는 말이지요.

하지만 빈약해 보이는 양치기 소년 다윗은

중무장한 거인 골리앗과의 싸움에서 승리합니다.

 

다윗은 어떻게 골리앗을 이겼을까요?

바로 무릿매라는 돌팔매가

다윗의 승리 비결이었습니다.

 

끈 달린 주머니에 돌을 넣어 던지는 무릿매는

활보다 사거리가 긴 강력한 무기였습니다.

무릿매의 위력은 구심력과 관성으로 설명됩니다.

무릿매에 돌을 넣고 돌리면 돌에 구심력이 작용해요.

충분히 속력이 붙었을 때 끈을 놓으면

돌은 관성에 의해 접선 방향으로 날아가지요.

 

구심력이 작용하지 않는 돌에는

계속 이동하려는 성질인 관성이 작용하여

회전하던 원의 접선 방향으로 직선 운동하게 됩니다.

물론 중력이 작용하니

정확하게는 포물선 궤도로 날아가겠지요.

 

투석기가 무거운 돌을 던지는 원리는

무릿매를 통해 돌을 던지는 것과 비슷합니다.

바구니에 담긴 돌이 회전 운동하면

구심력이 작용합니다.

또는 고무줄을 매달아 탄성을 이용하기도 해요.

 

돌이 담긴 바구니를 멈추면 회전 운동은 끝나지만

돌은 관성에 의해 계속 직진운동을 하려고 해요.

 

따라서 지면에서 45도 부근이 되면

돌이 바구니에서 빠져나가 적진을 향해 날아가게 됩니다.

 

다윗의 무릿매를 보면

토르가 묠니르를 돌리는 장면이 떠오릅니다.

이 장면에도 역시 묠니르의 머리 부분에

구심력과 관성이 작용해요.

 

토르가 묠니르를 휘둘러 던지면

묠리르와 함께 하늘로 휭 날아가는 장면도 기억나시나요?

돌이 아닌 묠리르라는 차이가 있지만

어쨌건 토르도 관성을 이용해 날아가는 것과 비슷합니다.

 

토르가 날아갈 때 속력이 줄어들지 않는 것을 보면

아무래도 별도의 힘이 작용하는 듯합니다.

그렇지 않다면 토르는 최고점 도달 후

중력에 의해 지상으로 자유낙하 운동을 하게 될 테니까요.