핵심 원리

뉴턴의 만유인력 법칙 F = GMm / r^2 에 따르면 질량을 가진 모든 물체 사이에는 서로 끌어당기는 힘이 작용합니다. 지표면 근처의 중력 가속도 g = GM / R^2 이고, 높이가 커질수록 g' = GM / (R + h)^2 로 감소합니다.

탐구 질문

• 두 물체 사이의 거리를 2배로 늘리면 만유인력은 몇 배가 될까요?
• ISS 안이 무중력처럼 느껴지는 까닭은 정말 중력이 0이어서일까요?
• 만유인력에서 출발해 케플러 제3법칙 T^2 ∝ r^3 을 유도할 수 있을까요?

관찰 포인트

• 기본 모드에서는 두 화살표가 방향은 반대지만 크기는 같은 작용-반작용 쌍입니다.
• 고도 모드에서는 높이가 올라갈수록 중력 화살표가 짧아집니다.
• ISS 고도에서도 g는 약 8.7 m/s^2 이므로, 무중력은 "중력이 없음"이 아니라 "계속 자유 낙하"하는 상태입니다.

실생활 연결

• 인공위성 궤도와 GPS 위성의 주기 계산
• 밀물과 썰물을 일으키는 달의 중력
• ISS의 미세중력 실험 환경
• 달과 행성 탐사선의 궤도 설계