자유낙하 물체는 공기저항으로 인해서 종단속도(終端速度)에 도달한다. 즉, 중력의 힘과 공기저항력이 균형을 이루어 더 이상 빨라지지 않는다. 이 종단속도는 물체의 부피, 무게, 형상에 따라 다르다. 종단속도는 바람의 저항으로 생기는 현상이라서 낙하방향의 물체 표면적과 관계 있다. 무게에 비해 부피가 크거나 낙하 방향의 물체 표면적이 넓으면 종단속도는 작다.

 

 

 

 

물리적 감각이 둔한 사람들은 무거운 것이 빨리 떨어진다고 생각한다. 10배 무거우면 10배 빨리 떨어진다고 생각하는데 10배 무거우면 10배 당기는 힘이 세진다. 10배 무거워도 떨어지는 속도는 같다. 왜냐하면 10배 무거운 물체를 10개로 분리하면 각자 따로 떨어지는 것과 같아서 더 빨리 떨어질 이유가 없는 것이다. 즉 1개의 공이 떨어지나 10개의 공이 떨어지나 떨어지는 속도는 같은 것이다. 이 10개의 공이 하나의 공으로 뭉쳐 있을 뿐이다. 만약 밀도가 10배로 높아서, 크기는 같고 무게가 10배라면, 중력의 힘은 10배가 되고 공기저항력은 같다. 즉, 공기저항계수가 같다. 고로 종단속도도 10배 정도 차이가 날 것이다.

 

 

 


바람의 저항력은 보통 추락 속도에 비례한다. 정확한 값은 실험으로 구해야 한다. 물체의 부피, 무게, 형상에 따라 다르기 때문이다. 또는 사람에 따라서 공기저항계수가 추락 속도의 제곱에 비례한다고 생각한다. 여하튼 추락 속도가 빠르면 바람의 저항도 비례하여 커진다. 이 공기의 저항력과 중력이 당기는 힘이 같아지면 그 속도를 종단 속도라고 부른다. 고로 종단 속도를 실험으로 구한 후에 공기저항계수를 구할 수 있다. 사람의 경우 종단 속도가 200 ~ 300km/h가 된다. 낙하산의 종단 속도는 약 20km/h인데 마라톤 선수가 달리는 속도로 땅에 떨어지는 것을 말한다. 즉, 초속 5.5m/s의 속도로 벽에 부딪히는 것과 같다. 약 1.3미터 높이에서 떨어지는 속도다. 공기저항계수가 물체의 형상과 무게, 부피, 밀도에 따라 다르기 때문에 공기 중에서 포탄의 탄착 위치를 계산하는 것은 어렵다.

 

 

 

 

물체의 표면 형상에 따라 공기저항이 다르다. 로켓, 총알, 포탄, 미사일, 비행기, 배 등 물체의 앞으로 전진하는 부분은 뾰족하게 되어 있다. 이런 형상이 어느 정도 바람의 저항을 피할 수 있는지 그림을 보면 쉽게 알 수 있다. 약간의 각도만 주어도 저항력이 많이 감소한다. 이런 형상이 아니라 단순한 원형의 공을 상상하였을 때 공의 반지름이 2배가 되면, 공의 표면적은 4배가 되고, 공의 부피와 무게는 8배가 된다. 무게가 8배라 중력이 8배가 된다. 그런데 공기 저항을 받는 표면적은 4배가 되기 때문에 중력과 비교하면 공기저항력이 반으로 줄어든 효과가 난다. 고로 종단 속도가 2배로 증가하게 된다. 정확한 계산이 아니라 대체로 이런 관계가 있다는 얘기다. 포탄과 같은 것은 종단속도 이상으로 날아간다. 고로 계속 바람의 저항을 받아서 종단속도로 떨어진다. 수직방향으로 떨어지면 중력의 힘을 받아 종단속도를 유지할 것이나 수평방향은 종단속도 이하로 계속 떨어지게 될 것이다. 하지만 너무 빠르기 때문에 종단속도에 도달하기도 전에 땅에 떨어질 수도 있다.

 

 






사람의 자유낙하 종단속도는 180~300 km/h

 

  스카이다이버가 팔.다리를 뻗고 있으면 180km/h 정도이지만

  머리를 아래로 꽂히는 자세를 하고 있으면 300km/h 에 이른다.



 종단속도란 물체가 자유낙하할때 최종적으로 갖게되는 속도인데, 이는 질량이 클수록,

   마찰하는 면이 적을수록 커지게되며, 이는 가속도를 오래 받게 되는 것이다.

   사람이 11미터에서 두려움을 느끼는 이유는 보통사람이 낙하시에 종단속도에 이르는

   지점이 11미터라고 한다. 종단속도 이후엔 일정 속도로 낙하하며, 그 이후에는 정신만

   차리면 낙법을 펼칠 자세를 가다듬을수 있다고 합니다.





  " 종이를 넓게 펴고 떨어뜨렸을 때와 종이를 구겨서 떨어뜨렸을 때 종이를 넓게 피고

     떨어뜨렸을 때가 더 천천히 떨어진다는 것을 우리는 실험을 해보지 않아도 알 수 있다.


     낙하산은 이 원리를 이용한 것이다. 공기를 받는 면적을 최대한 넓혀서 천천히 떨어지게

     만든 것이다. 공기의 저항을 많이 받을수록 종단 속도는 느려지게 된다. 

     영화 속이나 TV에서 낙하산을 펴고 내려오는 사람들을 보면 마치 사람이 위로 올라가는

     것처럼 보이는데, 실제로는 낙하산을 타고 있는 사람은 계속 아래로 내려가고 있다.

     아래로 계속 내려가지만 순간적으로 낙하산이 받는 공기의 저항이 증가해서 아래로

     내려가는 가속도가 줄어들기 때문에 낙하산과 같은 속력으로 움직이며 찍는 카메라에는

     마치 위로 올라가는 것처럼 보이는 것이다. 아래에서 지켜보는 제 3자의 눈에는 낙하산을

     탄 사람은 계속 낙하하고 있는 모습이 보인다.


     종이를 넓게 펴서 떨어뜨리면 일정한 방향으로 떨어지는 것이 아니라 불규칙하게 떨어지는

     것을 볼 수 있다. 낙하산에는 이런 현상을 방지하기 위해 구멍을 뚫어 놓았다.

     또한 낙하산에 있는 구멍은 낙하산의 방향도 조절할 수 있다. 뒤쪽 구멍을 열면 열린

     구멍에서 공기가 나오면서 낙하산이 앞으로 나가고, 오른쪽 구멍을 막으면 낙하산은

     오른쪽으로 돌고, 왼쪽 구멍을 막으면 왼쪽으로 돌게 된다. 낙하산에 있는 구멍을 조절해서

     앞으로 나가거나 좌우로 회전할 수 있는 것이다. 낙하산에 방향을 조절할 수 있는

     구멍이 없다면 스카이다이빙 선수들은 정확한 지점에 착륙할 수 없을 것이다. "















한마디로 아무리 높은곳에서 떨어지더라고 11미터에서 떨어지는거랑 떨어지는 속도는 같다.


그러므로 11미터상공에서 떨어져서 살아남을수있는 다이빙선수라든지

낙법의 고수는 아무리 높은 곳에서 떨어지더라도 살아남을수있다는 소리다.





ㅅㅂ.. 그래서 무림인들이 절벽에서 그냥 막뛰어내리는거구만.