#40 중력

문제 1 · OX 문제

중력은 두 물체가 반드시 서로 맞닿아 접촉해 있어야만 작용하는 힘이다. ( )

정답: X

무선 이어폰이 핸드폰과 선으로 연결되어 있지 않아도 블루투스로 찰떡같이 노래를 재생하죠? 중력도 마찬가지로 우주 멀리 떨어져 있는 지구와 달 사이에서도 보이지 않는 투명 끈으로 연결된 것처럼 서로를 강하게 끌어당긴답니다!

문제 2 · OX 문제

두 물체의 질량이 클수록, 그리고 두 물체 사이의 거리가 멀어질수록 서로 당기는 중력의 크기는 커진다. ( )

정답: X

겨울철 캠핑장에서 모닥불을 쬘 때를 생각해 볼까요? 장작이 많을수록(질량이 클수록) 따뜻하지만, 불에서 멀리 떨어질수록(거리가 멀어질수록) 온기는 약해지잖아요. 중력도 덩치가 클수록 세지지만, 서로 멀어지면 그 힘이 훅훅 약해진답니다.

문제 3 · OX 문제

지구가 떨어지는 사과를 당기는 중력의 크기는, 사과가 지구를 당기는 힘의 크기보다 훨씬 크다. ( )

정답: X

거대한 어른과 꼬마가 밧줄 양끝을 잡고 팽팽하게 줄다리기를 하는 상황이에요! 밧줄이 끊어지지 않는 한 양쪽이 당기는 힘은 똑같듯, 지구와 사과도 완벽하게 똑같은 크기의 힘으로 서로를 마주 끌어당기고 있답니다. 단지 지구가 너무 무거워서 꿈쩍도 안 할 뿐이죠!

문제 4 · OX 문제

지구상의 물체에 작용하는 중력의 방향은 연직 아래 방향이며, 이는 곧 둥근 지구의 중심 방향을 향한다. ( )

정답: O

세면대에 물을 가득 받아두고 마개를 확 뽑으면, 모든 물이 가운데 배수구를 향해 소용돌이치며 빨려 들어가죠? 둥근 지구 위 어디에 서 있든, 중력은 마치 지구 한가운데 거대한 배수구가 있는 것처럼 모든 물체를 지구 중심(연직 아래)으로 끌어당긴답니다!

문제 5 · OX 문제

물체를 지구에서 달로 가져가면 물체의 고유한 질량은 변하지 않지만, 중력의 크기인 무게는 지구의 약 1/6로 줄어든다. ( )

정답: O

내 몸이라는 알맹이(질량)는 그대로인데, 달이라는 행성이 지구보다 힘이 약해서 나를 덜 당기는 거예요! 즉, 우주 어딜 가도 내 진짜 고윳값(질량)은 똑같지만, 나를 짓누르는 체중계 눈금 수치(무게)만 6분의 1로 홀쭉해지는 마법이 일어난답니다.

문제 6 · OX 문제

중력은 지구와 사과, 지구와 달처럼 거대한 행성이나 천체가 포함된 경우에만 특별하게 작용하는 힘이다. ( )

정답: X

책상 위에 놓여 있는 지우개와 연필, 심지어 내 옆에 앉아있는 친구와 나 사이에도 지금 이 순간 미세한 고무줄처럼 서로를 끌어당기고 있어요! 중력은 덩치 큰 지구만의 전유물이 아니라, 우주에 '질량(무게감)'을 가진 모든 물체 사이에 존재하는 아주 보편적인 힘이랍니다.

문제 7 · 빈칸 채우기

일반적으로 질량이 있는 모든 물체 사이에 서로 끌어당기는 힘을 ( )(이)라고 한다. (2글자)

정답: 중력

자석이 쇳조각을 끌어당기듯, 질량(무게감)을 가진 모든 물체들이 보이지 않는 끈으로 서로를 끌어당기는 힘이에요! 우주 전체에 작용하는 아주 기본적이고 거대한 힘이랍니다.

문제 8 · 빈칸 채우기

두 물체 사이의 중력은 두 물체의 질량이 클수록, 그리고 두 물체 사이의 ( )이/가 가까울수록 커진다. (2글자)

정답: 거리

겨울철 모닥불에 다가갈수록 온기가 확 뜨거워지죠? 중력도 덩치(질량)가 클수록 세지만, 둘 사이의 틈(이것)이 바짝 좁혀져야 당기는 힘이 훨씬 강력해진답니다.

문제 9 · 빈칸 채우기

어떤 물체를 달과 지구에서 각각 측정할 때, 물체의 ( )은/는 어디서나 똑같이 같지만 당기는 힘의 차이로 인해 무게는 서로 다르다. (2글자)

정답: 질량

내가 달에 간다고 내 몸의 뼈와 살(알맹이)이 사라지는 건 아니죠? 이처럼 우주 어디를 가도 절대 변하지 않는 물체의 진짜 고유한 양이 바로 '이것'이랍니다.

문제 10 · 빈칸 채우기

지구상의 물체에 작용하는 중력은 항상 지구 ( ) 방향으로 작용한다. (2글자)

정답: 중심

지구 어느 곳에 서 있든 중력은 항상 지구의 한가운데를 향해 수직으로 작용합니다. 남반구에서도, 북반구에서도, 적도에서도 중력의 종착지는 늘 지구 중심이에요.

문제 11 · 빈칸 채우기

지구가 사과를 당길 때 사과 역시 지구를 당기는데, 이때 두 힘은 방향이 반대일 뿐 서로 작용하는 ( )은/는 완벽하게 똑같다. (2글자)

정답: 크기

어른과 꼬마가 팽팽하게 줄다리기를 하면 밧줄 양쪽에 걸리는 힘이 똑같죠? 지구가 사과를 꽉 당기는 만큼, 꼬마 사과도 젖먹던 힘을 다해 완벽하게 똑같은 힘으로 지구를 마주 당기고 있어요!

문제 12 · 빈칸 채우기

물체에 작용하는 중력의 크기를 의미하며, 단위로 뉴턴(N)을 사용하고 측정 장소에 따라 그 값이 달라지는 것을 ( )(이)라고 한다. (2글자)

정답: 무게

달에 가면 달이 나를 당기는 힘이 약해져서 체중계 눈금만 훅 줄어들죠? 이렇게 장소마다 물체를 당기는 중력의 파워를 측정한 값이랍니다.

문제 13 · 단답형

질량이 5kg인 수박이 지구 표면에 놓여 있다. 이 수박에 작용하는 중력의 크기(무게)는 몇 N인지 구하시오. (단, 지구에서 1kg인 물체의 무게는 9.8N이다.) (숫자)

정답: 49

1kg당 9.8개의 스티커를 주는 이벤트라고 생각해 보세요! 5kg짜리 수박을 가져가면 9.8에 5를 곱해서 총 49개의 스티커를 받겠죠? 질량에 9.8만 곱해주면 지구 무게 49N이 뚝딱 나와요!

문제 14 · 단답형

지구에서 질량이 60kg인 우주비행사가 달에 착륙했다. 달 표면에서 이 우주비행사의 무게는 몇 N인지 구하시오. (숫자)

정답: 98

달은 지구보다 덩치가 작아서 중력이 6분의 1로 뚝 떨어지는 다이어트 공간이에요! 먼저 지구 무게 60 × 9.8 = 588N을 구한 뒤, 달의 파워를 적용해 6으로 나눠주면 98N을 찾을 수 있어요!

문제 15 · 단답형

어떤 강아지의 무게를 지구 표면에서 측정했더니 147N이었다. 이 강아지의 질량은 몇 kg인지 구하시오. (숫자)

정답: 15

환전소에서 1달러당 9.8원을 낸다고 쳐볼까요? 147원이 있으면 9.8로 나눠서 15달러를 쥐어주겠죠! 무게(147)를 9.8로 '나누면' 물체의 진짜 고유한 알맹이인 질량 15kg이 시원하게 계산된답니다.

문제 16 · 단답형

달 표면에서 측정한 탐사 로봇의 무게가 196N이었다. 이 로봇을 지구로 다시 가져왔을 때, 지구에서의 질량은 몇 kg인지 구하시오. (숫자)

정답: 120

달에서 196N이면, 힘이 6배 센 지구로 오면 무게가 196 × 6 = 1176N으로 훅 불어나요! 이제 지구 무게 1176을 9.8로 나눠주면, 우주 어딜 가도 안 변하는 로봇의 진짜 질량 120kg이 짠 하고 나타나죠!

문제 17 · 단답형

질량이 2kg인 물체 A와 질량이 8kg인 물체 B가 있다. 지구 표면에서 A에 작용하는 중력의 크기는 B에 작용하는 중력의 크기의 몇 배인지 구하시오. (숫자)

정답: 0.25

피자 2조각을 가진 A와 8조각을 가진 B를 비교하는 거예요! A는 B의 8분의 2, 즉 4분의 1만큼 가지고 있죠? 중력의 크기(무게)는 질량에 완벽히 비례하니까 굳이 9.8을 곱할 필요 없이 질량 비율만 따져서 0.25배가 정답이에요!

문제 18 · 단답형

지구 표면에서 질량이 12kg인 바위가 있다. 이 바위를 지구에서 측정했을 때의 무게와 달에서 측정했을 때의 무게의 차이는 몇 N인지 구하시오. (숫자)

정답: 98

6조각 피자 한 판 중 지구는 6조각(전체)을 다 주고 달은 1조각만 준다면, 차이는 5조각이겠죠? 지구 무게는 12 × 9.8 = 117.6N, 달 무게는 6분의 1인 19.6N! 둘을 빼면 98N만큼 갭이 발생한답니다!

문제 19 · 보기 선택

중력에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르시오.

• ㄱ. 중력은 지구와 물체 사이에만 작용하는 특별한 힘이다.
• ㄴ. 두 물체가 멀리 떨어져 있어도 중력은 작용한다.
• ㄷ. 두 물체의 질량이 클수록 서로 당기는 중력의 크기가 커진다.
• ㄹ. 두 물체 사이의 거리가 멀어질수록 중력의 크기는 커진다.

정답: ㄴ, ㄷ

중력은 블루투스처럼 뚝 떨어져 있어도 작용하고, 덩치(질량)가 클수록 서로를 세게 당긴답니다.

문제 20 · 보기 선택

지구와 사과 사이에 작용하는 중력에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르시오.

• ㄱ. 지구가 사과를 당기는 힘과 사과가 지구를 당기는 힘의 크기는 서로 같다.
• ㄴ. 지구가 사과를 당기는 힘의 방향은 연직 아래 방향이다.
• ㄷ. 질량이 큰 사과일수록 지구가 더 큰 힘으로 당긴다.
• ㄹ. 사과가 지구를 당기는 힘이 작용하므로 지구가 사과 쪽으로 끌려간다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄷ

지구와 사과는 완벽히 '똑같은 크기'의 힘으로 서로를 마주 당겨요! 무거운 사과(질량 큼)일수록 당기는 힘(무게)도 더 커지고, 이 힘은 지구 중심(연직 아래)을 향한답니다.

문제 21 · 보기 선택

질량과 무게에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르시오.

• ㄱ. 질량은 물체의 고유한 양으로, 장소에 따라 변하지 않는다.
• ㄴ. 무게는 물체에 작용하는 중력의 크기이다.
• ㄷ. 무게의 단위는 N(뉴턴)이고, 질량의 단위는 kg을 주로 사용한다.
• ㄹ. 같은 물체라도 측정하는 장소의 중력에 따라 무게는 달라질 수 있다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ

내 몸의 진짜 알맹이(질량, kg)는 우주 어딜 가도 안 변해요. 하지만 나를 당기는 힘(무게, N)은 행성마다 달라서 체중계 눈금은 장소마다 휙휙 바뀐답니다!

문제 22 · 보기 선택

질량이 10kg인 물체를 지구에서 측정할 때와 달에서 측정할 때에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르시오. (단, 지구에서 1kg인 물체의 무게는 9.8N이고, 달의 중력은 지구의 1/6이다.)

• ㄱ. 지구에서 측정한 물체의 질량은 10kg이다.
• ㄴ. 달에서 측정한 물체의 질량은 약 1.67kg이다.
• ㄷ. 지구에서 측정한 물체의 무게는 98N이다.
• ㄹ. 달에서 측정한 물체의 무게는 약 16.3N이다.

정답: ㄱ, ㄷ, ㄹ

질량(알맹이)은 지구든 달이든 똑같이 10kg이에요. 지구 무게는 질량에 9.8을 곱해서 98N이고, 달 무게는 98N을 6으로 나눈 16.333...N이 된답니다.

문제 23 · 보기 선택

어떤 물체의 무게를 지구 표면에서 측정했더니 294N이었다. 이 물체에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르시오.

• ㄱ. 이 물체의 질량은 30kg이다.
• ㄴ. 이 물체를 달로 가져가면 질량은 5kg이 된다.
• ㄷ. 이 물체를 달로 가져가면 무게는 49N이 된다.
• ㄹ. 지구에서 이 물체의 질량을 두 배로 늘리면 무게도 두 배가 된다.

정답: ㄱ, ㄷ, ㄹ

지구 무게 294를 9.8로 나누면 진짜 질량 30kg이 나오죠! 달에 가면 질량은 30kg 그대로지만 무게는 294의 6분의 1인 49N으로 줄어들어요. 질량이 커지면(알맹이가 커지면) 당기는 힘(무게)도 당연히 정비례해서 커진답니다.

문제 24 · 보기 선택

다음은 우리 주변에서 볼 수 있는 중력에 의한 현상이다. 중력과 직접적인 관련이 있는 것만을 모두 고르시오.

• ㄱ. 나뭇잎이 떨어져 땅에 닿는다.
• ㄴ. 달이 지구 주위를 뱅글뱅글 돈다.
• ㄷ. 자석에 철가루가 달라붙는다.
• ㄹ. 밀물과 썰물 현상이 일어난다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄹ

사과가 떨어지듯 나뭇잎이 떨어지는 것도 지구의 중력 덕분이죠. 그리고 달이 우주로 날아가지 않고 지구를 맴도는 것, 또 달과 태양이 바닷물을 당겨서 밀물/썰물을 만드는 것 모두 거대한 중력의 작품이랍니다!

문제 25 · 객관식

중력에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

• ① 지구와 물체 사이에만 작용하는 힘이다.
• ② 두 물체의 거리가 가까울수록 중력은 작아진다.
• ③ 두 물체가 반드시 접촉해 있어야 작용하는 힘이다.
• ④ 물체의 질량이 클수록 지구 중심 방향으로 당기는 중력이 커진다.
• ⑤ 지구가 달을 당기는 중력은 달이 지구를 당기는 중력보다 훨씬 크다.

정답: ④

무거운 바위일수록 들기 힘든 이유는 지구가 그 녀석(큰 질량)을 더 세게 당기기(큰 중력) 때문이에요! 중력은 질량이 클수록 세게 작용합니다. 따라서 정답은 ④번입니다.

문제 26 · 객관식

지구 표면에서 어떤 바위의 무게를 측정했더니 392N이었다. 이 바위의 질량은 몇 kg인가?

• ① 30kg
• ② 40kg
• ③ 50kg
• ④ 60kg
• ⑤ 70kg

정답: ②

환전소에서 1달러당 9.8원을 치는 것과 같아요! 무게(392)를 9.8로 '나누어주면' 바위의 진짜 알맹이 값인 질량이 나온답니다. 392 ÷ 9.8 = 40kg이 정답이므로 ②번이 맞습니다!

문제 27 · 객관식

질량이 120kg인 인공위성을 지구 표면에서 달 표면으로 옮겼을 때, 인공위성의 질량과 무게의 변화로 옳은 것은?

• ① 질량은 20kg으로 줄고, 무게는 1176N으로 일정하다.
• ② 질량은 120kg으로 일정하고, 무게는 1176N에서 196N으로 줄어든다.
• ③ 질량은 120kg으로 일정하고, 무게도 1176N으로 일정하다.
• ④ 질량은 120kg에서 720kg으로 늘고, 무게는 196N으로 일정하다.
• ⑤ 질량은 20kg으로 줄고, 무게도 196N으로 줄어든다.

정답: ②

달에 가도 인공위성의 알맹이(질량)는 120kg 그대로 뚝심 있게 유지돼요. 하지만 지구 무게(120 × 9.8 = 1176N)는 달의 약한 중력 덕분에 6분의 1 토막인 196N으로 홀쭉하게 변한답니다! 따라서 ②번이 정답이에요.

문제 28 · 객관식

두 물체 A, B가 있다. A의 질량은 2kg이고, B의 질량은 6kg이다. 지구 표면에서 두 물체에 작용하는 중력에 대한 설명으로 옳은 것은?

• ① A와 B에 작용하는 중력의 크기는 같다.
• ② B에 작용하는 중력의 크기는 A의 3배이다.
• ③ A와 B에 작용하는 중력의 방향은 서로 반대이다.
• ④ A를 달로 가져가면 질량이 1/3로 줄어든다.
• ⑤ B를 높은 산으로 가져가면 무게가 3배로 늘어난다.

정답: ②

B가 A보다 덩치(질량)가 딱 3배 크죠? 중력(무게)은 질량에 완벽하게 정비례하기 때문에, 지구가 B를 당기는 힘도 A를 당기는 힘보다 정확히 3배 더 세답니다! 정답은 ②번입니다.

문제 29 · 객관식

다음 중 물체에 작용하는 중력의 방향을 가장 정확하게 나타낸 것은?

• ① 비스듬히 던져 올린 공은 포물선을 그리며 움직이는 방향으로 중력이 작용한다.
• ② 경사면을 굴러 내려오는 공은 경사면과 나란한 방향으로 중력이 작용한다.
• ③ 수평면을 굴러가는 공은 수평 방향으로 중력이 작용한다.
• ④ 가만히 놓아 떨어지는 공은 지면을 향해 연직 아래 방향으로 중력이 작용한다.
• ⑤ 달이 지구 주위를 돌 때, 달이 이동하는 궤도의 접선 방향으로 중력이 작용한다.

정답: ④

지구가 공을 당기는 힘은 오직 한 곳, 세면대 배수구처럼 '지구 중심'을 향해요! 공이 어디로 어떻게 굴러가고 날아가든 상관없이, 중력은 늘 뚝심 있게 수직으로 꽂히는 '연직 아래' 방향만을 고집한답니다. 정답은 ④번이에요.

문제 30 · 객관식

지구 표면에서 질량이 m인 물체의 무게를 W라고 할 때, 달 표면에서 질량이 3m인 물체의 무게를 나타낸 식으로 옳은 것은?

• ① 0.5W
• ② 1W
• ③ 2W
• ④ 3W
• ⑤ 18W

정답: ①

질량이 3m으로 3배 커졌으니 지구에서 잰다면 무게도 3W가 되겠죠! 그런데 이 물체를 달로 가져가면 중력이 6분의 1 토막이 나버려요. 그래서 3W를 6으로 나누면, 짠! 하고 0.5W가 나온답니다. 정답은 ①번이에요.