구심력과 원심력의 차이를 말하시오.(서울대학교 물리교육과)

[부족한 답변] 물체가 원운동을 하려면 원의 중심쪽으로 힘이 작용해야 하는데, 이 힘을 구심력이라 합니다. 구심력에 대한 표현식은 다음과 같습니다.

F=mv2/r=mrω2

원심력은 물체가 원운동을 할 때 원궤도 바깥쪽으로 튀어나가려는 힘으로서,구심력과 방향이 반대입니다.

(구심력에 대한 단편적인 지식만을 구술했으며, 암기하고 있는 공식을 구술한다고 옳게 답변했다고 생각해서는 안된다. 또한 질문의 요지가 구심력과 원심력의 차이점인데 질문의 요지를 정확하게 파악하지 못했으며,또한 원심력에 대해서도 정확하게 이해하고 있지 못했다.)

[바람직한 답변] 물체가 원운동을 하려면 물체를 원의 중심쪽으로 계속해서 끄는 힘이 필요한데,이 힘을 구심력이라고 합니다. 달이 지구 주위를 원운동할 경우에는 달과 지구 사이의 만유인력이 구심력의 역할을 하고 인공위성이 지구 주위를 원운동할 경우에는 인공위성에 작용하는 지구의 만유인력이 구심력의 역할을 합니다. 구체적으로 구심력의 크기 F는 다음과 같습니다.

F = mv2/r = mrω2,여기서 m은 물체의 질량,v는 선속도,w는 각속도,r는 회전반지름입니다.

원운동은 속도의 방향이 변하는,즉 가속도 운동의 일종으로서,가속도 운동하는 물체계 속에 있는 물체는 원궤도 바깥쪽으로 관성력의 일종인 원심력을 받게 됩니다. 다시 말해서 원심력은 구심력에 대한 관성력의 일종으로서 구심력과 크기가 같고 방향이 반대입니다. 지구 주위를 원운동하는 인공위성의 내부가 무중력 상태가 되는 것은 물체에 작용하는 구심력과 원심력이 평형을 이루기 때문입니다.

(구심력과 원심력의 차이점을 분명하게 구술했고,또한 적절한 예도 들었기 때문에 높은 점수를 받을 수 있다.)

입력시간: 2002. 04.02. 09:18