[해린이의 스터디 타임] 조수간만의 차를 만드는 힘! 만유인력의 법칙은?

안녕하세룡~! 인천항만공사 해린이에룡~! 한참을 밀려들어 오다가도 어느샌가 갯벌만 남기고 싹 쓸려나가는 바닷물. 밀물과 썰물 이야기입니다. 밀물과 썰물을 다른 말로는 만조와 간조라고 하며 만조와 간조 간의 바닷물 높이 차이를 조수간만의 차이라고 합니다. 그런데 이 밀물과 썰물을 만드는 보이지 않는 힘은 바로 달의 힘이라고 하는데요. 오늘은 달의 인력이 바닷물을 끌어당기고 밀어내는 원리, 바로 만유인력의 법칙에 대해 인천항만공사 해린이와 함께 스터디해볼게룡~!

만유인력의 법칙은 영국의 물리학자이자 근대 이론과학의 선구자인 아이작 뉴턴(1643~1727)이 발견하여 발표한 법칙으로 모든 물체에는 서로를 끌어당기는 힘이 있다라는 주장압니다. 사과나무에서 사과가 떨어지는 것을 보고 이 만유인력의 법칙을 발견했다고 하는 이야기는 뉴턴의 아주 유명한 일화이기도 하지요.

뉴턴은 지구 주위를 도는 달의 움직임에 대한 천문 관측 자료를 분석하고 행성의 움직임을 지배하는 힘의 법칙이 사과를 땅에 떨어지게 하는 법칙과 동일하다고 주장했습니다. 이어 1687년 출간한 [프린키피아(자연 철학의 수학적 원리)]에서 중력의 법칙에 대한 연구 결과를 발표했습니다. 뉴턴의 만유인력의 법칙에 따르면 ‘우주의 모든 입자는 다른 입자를 끌어당기며 그 인력은 두 입자의 질량의 곱에 비례하고 그들 사이의 거리의 제곱에 반비례한다.’ 고 합니다.

 

만유인력의 법칙으로 당시 알려져 있던 행성의 운동에 대한 해명이 이루어졌고, 혜성이나 조수간만의 차이에 대해서도 설명을 할 수 있게 되었습니다. 모든 물체는 서로를 끌어당기고 있기 때문에 우리 지구의 위성인 달은 공전궤도를 벗어나지 않고 지구 주위를 잘 돌고 있을 수 있게 된 것입니다. 달보다 지구의 크기가 더 크고 중력 역시 더 크기 때문에 달이 지구의 위성이 된 것입니다.

달은 일정한 주기로 지구 주위를 돌고 있으며 지구도 자전을 합니다. 달과 지구는 늘 서로를 끌어당기고 있지요. 이렇게 달이 지구를 끌어당기는 힘의 영향으로 조수간만의 차이가 발생합니다. 공전궤도에서 지구와 달이 가까워지게 되면 달의 인력이 바닷물에 더 강하게 작용하게 되고 바닷물을 끌어당기게 됩니다. 달이 끌어당기는 힘이 강해지면 바닷물은 달이 있는 방향, 즉, 위로 올라가려 하게 되고 그에 따라 전체적인 수면의 높이가 높아집니다. 반대로 달의 인력이 약하고 지구에서 끌어당기는 힘이 더 커진다면 바닷물의 수위가 낮아지는 간조가 됩니다. 이렇게 달의 인력에 따라 바닷물의 높이가 달라지는 것을 바로 조수간만의 차이라고 합니다.

 

이 조수간만의 차이 덕분에 바다의 허파, 갯벌도 만들어지고, 조수의 차이에 따른 힘으로 전기도 생산하는 등 여러 가지 혜택을 얻고 있습니다. 이 모든 것이 다 달의 도움 덕분이 아닌가 싶네요. 인천항만공사 해린이도 다른 무엇인가와 서로를 끌어당기고 있지 않을까요? 여러분을 끌어당기고 있는 힘은 어떤 것이 있는지 모두 한번 생각해보도록 해요. 그럼 저는 다음 스터디타임에 다시 뵐게룡~!