> 열차 안에 줄로 매단 공을 볼때, 열차 안에 있는 관찰자는 비관성계에 속하기에 관성력을 관측 가능하고/ 관성계 즉 열차 밖에 있는 관측자는 관성력이 아닌 가속력을 관측하는 것인가요?
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네. 그렇습니다. 가속되는 열차 안의 비관성계의 관찰자는 눈 앞에 정지해있는 줄에 매달린 물체와 자신이 경험하는 힘을 설명하기 위해서 힘의 평형이 되는 가상의 힘을 가정해야 하는 것이죠. 이 가상의 힘이 관성력입니다.

하지만 바깥에 있는 관성계의 관찰자는 줄에 매달린 물체가 그야 말로 '줄에 매달려 당겨지고 있기 때문에' 가속되는 것으로 관찰을 하게 됩니다.

사실, 비관성계의 관찰자는 자신이 어떤 상태인지를 정확하게 판단할 수 없는데요, 그림과 같이 기울어진 경사면에서 열차가 정지한 상태라서 기울어져 보이는지, 아니면 가속되고 있는 열차 안에 있기 때문에 줄이 기울어져 있는지 알 수 없습니다.

관성계의 관찰자만 이 비관성계의 관찰자의 정확한 상태를 판단할 수 있는 것이죠.

일반적인 경우는 관성계의 관찰자를 기준으로 모든 힘을 판단하게 됩니다.

하지만 어쩔 수 없이 비관성계에서 관찰할 수 밖에 없는 경우라면 이때는 관성력을 실제적인 힘 처럼 다뤄서 물체의 운동을 해석하게 됩니다. 즉, 지구 위의 관찰자는 지구 밖에서 물체의 운동을 해석하는 것이 오히려 더 번잡하고 좌표축의 원점을 어디에 둬야 할지 모호하기 때문에, 차라리 지구표면에 원점을 두고 관성력을 실제적인 힘으로 다뤄서 관성력을 포함한 알짜힘을 받는다고 계산하는 것이 지표면에서 물체가 얼마나 더 멀리, 더 오래, 더 빨리, 얼마의 가속도로 운동하는지를 판단하기가 쉬워지는 것이죠.

일반물리학 수준에서는 관성계의 관찰자가 비관성계의 운동(가속운동하는 엘리베이터라든지 가속운동하는 열차)을 해석하는 것을 위주로 다루게 됩니다.

그럼 열공하세요~