슬링샷 효과

슬링샷 효과

움직이는 기차를 향해 완전탄성체의 공을 던졌다고 가정해 봅시다. 그리고 기차의 질량은 매우 크기 때문에 기차의 질량에 비하면 공의 질량은 무시할 정도라고 가정합시다.
이때 기차의 속력을 U, 공의 속력을 V라고 하면, 공은 기차와 부딪치면서 2U + V의 속력으로 튕겨나옵니다. (물론 현실에선 에너지의 손실로 인해 속력이 온전히 나오지는 않지만 일단 이론 상으로는 그렇습니다.)
이 경우 공은 기차의 운동에너지를 일부 가져와서 속력이 더 빨라진 것입니다.
이와 반대로, 멀어지는 기차를 향해 공을 던진다면 충돌 후 공의 속력은 더 줄어듭니다.
이렇게 더 큰 상대방으로부터 운동에너지를 가져오거나 잃어버리는 현상을 '슬링샷 효과(sling shot effect)' 또는 '스윙바이(swing by)'라고 부릅니다.
야구공을 배트로 쳤을 때, 높은 속력을 얻을 수 있는 것도 슬링샷 효과의 한가지 예입니다.
우주선이 큰 행성의 중력을 이용하여 더 빠른 속력을 얻는 것도 같은 원리이며 특별히 '중력 도움(Gravity assist)'이라고 부릅니다.