[TV 속 과학] 무빙(2023) - 어떻게 버스 벽에 부딪히지 않고 떠 있을 수 있을까

※ 본 포스팅 내용에는 드라마의 스포가 다소 있을 수 있습니다. 관성을 설명하기 위한 내용으로, 관성 외에 다른 물리적 법칙은 생략하였습니다.

 

무빙 15화에는 봉석이와 희수를 쫒아 계도(차태현)의 버스에 올라탄 준화(양동근)의 내용을 담았다. 버스를 운행하던 중 이상한 낌새를 느낀 계도는 다른 승객들이 타고 있음에도 버스의 속도를 높이고 이리저리 난폭하게 운전하면서 룸미러로 준화를 감시한다. 이때, 준화가 공중에 부양하면서, 이리저리 흔들리는 다른 승객들과 달리 제자리에 서서 계도를 바라본다.

 

출처 무빙

 

여기서 한가지 의문이 든다. 준화는 현재 공중에 떠 있는 상태이고, 버스는 빠른 속도로 앞으로 나가고 있다. 그렇다면 공중에 떠 있는 준화는 버스 뒤로 날아가 부딛혀야 하지 않을까?

 

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이는 관성이라는 물리적 성질로부터 설명할 수 있다. 질량이 있는 모든 물체는 원래의 자신의 운동 상태를 유지하려는 성질을 가지고 있다. 이를 관성이라고 한다. 움직이는 물체는 계속해서 같은 속도로 움직이려는 성질을 가지기 때문에 쉽게 멈추기 어렵다. 가령, 100m달리기를 하다가 결승점에서 멈추려해도 우리는 결승점을 한참이나 지난 후에야 멈출 수 있다. 몸이 앞으로 계속 달리려는 성질을 유지하려고 하기 때문이다.

 

출처 내셔널 지오그래픽

 

반대로 멈춰있는 물체는 외부에서 힘이 작용해도 계속해서 멈춰있는 성질을 유지하려고 한다. 이 또한 관성이다. 물컵 밑에 깔린 테이블보를 빠르게 당겨 뺄 때, 테이블보만 쏙 빠지고 물컵은 제자리에 그대로 있는 현상이 이러한 관성을 설명한다.

 

비슷한 버스의 상황을 예로 들면 이해가 더 쉽다. 우리는 빠르게 달리는 버스 안에서 버스가 갑자기 급정거할 때 몸이 앞으로 쏠리며 넘어질뻔 한 적이 한번쯤은 있었을 것이다. 일정한 속도로 버스가 달리고 있을 때, 버스안에 타고 있는 우리 몸도 사실은 버스와 같은 속도로 움직이고 있다. 이때, 버스가 갑자기 정지하면 버스안에 타고 있는 우리 몸은 계속 앞으로 가려는 성질이 남아있어 몸이 앞으로 쏠리는 느낌을 받게 되는 것이다. 이것이 관성이다.

 

출처 금성출판사 티칭백과

 

다시 드라마 무빙 속으로 들어가보자. 준화(양동근)은 버스에 타고 있었다. 이미 버스와 준화의 몸은 같은 속도로 움직이고 있는 것이다. 준화가 공중에 붕 뜬 상태에서도 계속 같은 속도로 움직이려는 성질을 그대로 갖고 있기 때문에 잠시 동안은 버스와 같은 속도로 움직일 수 있다.

 

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다만, 버스의 '속도'가 달라지면 준화도 제자리에 고정되어 서있긴 어려울 수 있다. 관성은 물체의 속도로 정의한다. 속도는 물체의 빠르기(속력)과 방향을 모두 포함하는 개념이다. 즉, 빠르기는 그대로여도 방향이 달라지면 물체는 위치는 달라진다. 드라마에서 계도(차태현)은 준화(양동근)의 정신을 분산시키기 위해 차를 이리저리 Z자로 흔들며 몬다. 즉, 차의 주행 방향이 달라지는 것이다. 이렇게 되면 준화가 관성으로 움직이려는 방향과 차의 이동방향이 달라지게 된다. 즉, 계속 직선 앞으로 가려는 성질을 가진 준화와 달리 버스가 오른쪽으로 방향을 틀게 되면 준화는 계속 정면으로 이동하려고 하기 때문에, 버스의 오른쪽 벽에 부딛힐 것이다.

 

0m에 있던 사람이 1초 동안 3m 위치까지 갔다가 다시 1m 위치로 돌아왔을 때, 속력(빠르기)는 5m/s이지만, 속도는 1m/s이다. (출처 sciencenanum)

 

또는 버스가 급정거하거나 급가속해도 준화는 관성에 의해 제자리에 떠 있을 수 없다. 드라마에서 버스가 계속 가속한다고 가정하면, 이로 인해 준화의 몸은 다소 버스 뒷쪽으로 쏠릴 수 있다. 타고 있는 버스가 일정한 속도로 달리고 있을때에만 우리는 버스의 가속을 느낄 수 없다. 이것이 관성이다.