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물리학 이야기/빵이가 생각한 물리

코리올리 힘

이 힘에대한 이해는 내가 학부과정에서 며칠 간 고민하다가 터득한 것이다.
코리올리힘은 원심력과 더불어 회전하는 비 관성계에서 생기는 관성력이다.

관성력은 등속직선운동하지 않는 계의 내부에서 느낄 수 있는 힘으로 외부 관찰자가 보았을때는 힘(가속)으로 해석되지 않는다.

코리올리힘에 대해서 살펴보기 전에 원심력에 대해서 살펴보자.
원심력은 회전하는 계 내에서 물체가 바깥쪽으로 쏠리는 힘이다. 정지 또는 등속 직선운동 하는것이 물체에게 자연스러운 운동이다. 따라서, 회전하는 계 내의 모든 물체는 그 물체가 회전하고 있으므로, 회전 중심으로 구심력을 받고 있다는 것이고, 이에대한 반작용인 원심력을 느끼게 된다.
 원심력은 비교적 쉽게 이해에 도달할 수 있지만 코리올리 힘은 조금 더 깊은 사고를 요구한다.

코리올리힘은 회전 하는 비관성계 내에서 회전중심방향 또는 그 반대방향으로 이동할 때 느끼는 힘이다. 지금부터 오른나사 방향(반시계 방향)으로 회전하는 원반 위의 물체에 대해서 설명하겠다.
 핵심은, 원반의 안쪽을 향해 걸어가는 물체가 오른쪽으로 가속을 느낀다는 것이다.
1)회전하는 원반의 바깥쪽은 속도가 빠르고 안쪽은 그 속도가 느리다.
2) 두개의 무빙워크가 있다고 생각하자. 하나는 속도가 빠르고, 하나는 속도가 느리다.  당신은 속도가 빠른 무빙워크에서 속도가 느린 무빙워크로 옮겨탔다. 당신은 어느방향으로 넘어지는가?  이때 당신이 받게되는 힘과 코리올리 힘이 생기는 원리는 동일하다.


빠르게 회전하는 바깥쪽에서 느리게 회전하는 안쪽으로 걸음을 옮기면 회전방향쪽으로 힘을 느끼게 되는 것이다. 얼핏 생각하기에는 회전방향의 반대쪽일 것 같지만, 회전방향과 동일한 힘을 받는 이유가 바로 이것이다.


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