가방 잘 놓기

버스를 타고 다니다 보면 자리가 많이 남아서 옆자리에 가방을 올려두게 된다.

버스를 타고 다니다 보면 버스 기사님이 부득이하게 급정거하는 순간이 있다. 

우리는 이 순간 일반상대성이론을 체험하게 되는데, 가방이 관성의 법칙을 따르지 않고 스스로 가속되어 앞으로 미끄러져 나가는 현상을 관찰할 수 있다.^[각주:1]

        

이런 경우, 가방을 어느 방향으로 눕혀놓는 것이 더 유리할까? 단, 등받이에 최대한 붙인다고 가정하자. 그리고 위에 사진이 좀 이상하지만 눕혀놓았다고 치자.

답은 두번째 처럼 놓는 것이다. 왜냐하면, 마찰력은 표면의 모양, 넓이에는 관련이 없고 수직항력과 마찰계수에만 관계가 있는데 두 경우 모두 수직항력과 마찰계수가 변하지 않으므로 마찰력도 같다. 따라서, 관성력과 마찰력의 합력이 작용해서 미끄러지면, 아무튼 그나마 미끄러져도 떨어지지 않는 거리가 긴 것이 유리하다. 이 거리는 의자의 앞쪽 끝에서부터 가방의 무게중심까지의 거리가 된다. 그림에서 볼 수 있듯, 그 거리는 가방을 어느 방향으로 놓느냐에 따라 달라진다. 운이 좋아서 떨어지지 않을 수도 있고, 조금 더 오랜시간동안 미끄러지므로 가방 주인이 반응해서 붙잡을 수도 있다. 따라서 가방은 긴 면이 앞-뒤 방향으로 가도록 놓도록 하자. 정사각형 모양의 가방은 어느 방향으로 놓든 관계 없다.

1. 우리가 체험하는 세상은 버스 안에 있으므로. [본문으로]