인공위성은 왜 떨어지지 않을까?

Why don't satellites fall down?

지구가 끌어당기는데도 인공위성은 왜 땅으로 떨어지지 않을까요?

무슨 일이 일어났나

인공위성은 사실 늘 지구 쪽으로 떨어지고 있습니다. 다만 옆으로 아주 빠르게 나아가서, 떨어지는 동안 둥근 땅이 아래로 휘어 멀어지는 바람에 땅에 닿지 않을 뿐입니다.

NASA 는 이것을 «떨어짐이 로켓이 준 옆 빠르기와 맞물린 상태» 라고 설명합니다. 시뮬레이터에서 처음 빠르기 비를 1 로 올리면 높이 400 km 에서 7,670 m/s 로 원을 그리며 계속 돌고, 0.5 로 두면 땅에 닿습니다.

뉴턴은 산꼭대기 대포 생각 실험으로 이 생각을 처음 그렸습니다. 포탄이 빠를수록 멀리 가서 떨어지다가, 충분히 빠르면 땅에 닿지 않고 지구를 돈다는 것입니다.

이 시뮬레이터는 공기 저항을 뺀 모형이라, 원 궤도에 오른 위성은 끝없이 같은 높이를 돕니다.

📸 진짜 모습

우주 왕복선 애틀랜티스가 떨어져 나오며 찍은, 지구 위를 도는 국제 우주 정거장의 모습입니다.불러오는 중…📸 사진

우주 왕복선 애틀랜티스가 떨어져 나오며 찍은, 지구 위를 도는 국제 우주 정거장의 모습입니다.

출처: NASA · 퍼블릭 도메인 · NASA 그림 창고 원본 ↗

💡 생활 속 예시

  • 운동장에서 공을 옆으로 세게 던질수록 더 멀리 가서 떨어지는데, 이것을 끝까지 밀고 나간 것이 지구를 «비껴» 떨어지는 위성입니다.
  • 폰의 길 찾기가 쓰는 GPS 위성들도 지구 쪽으로 떨어지면서 옆으로 나아가는 궤도를 돌며 신호를 보냅니다.

확인된 값

뉴턴의 «산꼭대기 대포» 생각 실험
뉴턴의 대포 출처
충분히 빠르면 떨어지면서도 땅에 닿지 않는다
땅에 닿지 않음 출처
떨어짐이 로켓이 준 옆 방향 빠르기와 맞물린다
옆 빠르기와 균형 출처
정거장과 우주인은 지구 쪽으로, 그러나 지구를 돌아 떨어진다
돌아 떨어짐 출처
궤도 위성의 움직임은 주로 지구 중력이 정한다
지구 중력 출처

교육과정에서는

  • 한국 2022 · 통합과학1 · 시스템과 상호작용 [10통과1-03-03]
  • 한국 2022 · 역학과 에너지 · 시공간과 운동 [12역학01-04]

출처

이어서 보기

같은 단원 · 중력과 궤도

DATA & LICENSE

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① 시뮬레이터·그림: 직접 만듦

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② 사실·숫자: 공식 기관·교재

연도·숫자·이름은 NIST·NASA·NOAA·USGS·기상청·PDG·노벨재단 같은 공식 기관과 공개 교재에서 직접 확인한 것만 우리 말로 옮기고, 쪽마다 출처 주소를 적습니다. 위키백과·나무위키·블로그는 출처로 쓰지 않습니다.

③ 교육과정

2022 개정 과학과 교육과정과 영국·호주·일본 교육과정에서 그 내용이 어디에 나오는지 함께 적습니다.

④ 실시간 자료

지진·이산화 탄소·오로라 같은 실시간 판은 기관이 낸 자료를 받은 시각과 함께 그대로 보여 주고, 우리가 예보하지 않습니다.

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