안녕하세요 김재현 전문가입니다.
물리
Q. 질량보존의 법칙은 어떻게 발견된 것인지요?
질량보존의 법칙은 화학의 아버지라 불리는 앙투안 라부아지에가 발견하였습니다. 그는 닫힌 용기 안에서 연소실험을 통해 전과 후의 질량의 변화가 없다는 것을 보여 주었습니다. 그 당시 사람들은 연소가 끝나고 나면 플로지스톤이 방출되어 질량이 줄어들 것이라는 플로지스톤설을 믿고 있었습니다. 하지만 라부아지에의 실험으로 인해 질량의 변화가 없다는 것을 알게 되었죠. 또한 플로지스톤설은 금속이 산소와 반응에서 질량이 증가하는 사실을 설명할 수 없었습니다. 현대에 들어서는 아인슈타인의 특수상대성이론으로 질량이 에너지로 변화할 수 있다는 것을 알게 되었습니다. 우리 가정에서 쓰는 전기도 원자력 발전소에서 우라늄의 핵 분열 과정을 거쳐 전기가 만들어지죠 핵분열로 질량이 열에너지로 열에너지가 전기에너지로 바뀌게 되는 것입니다. 이때 우라늄이 분열해서 만들어진 질량을 모두 합쳐도 원래 우라늄 질량보다 0.1%정도 부족하다고 합니다. 언뜻 보기에 미미한 양이지만 이 작은 양으로 터빈을 돌릴 수 있는 것이죠. 따라서 질량이 에너지로 변화해도 질량 보존의 법칙은 성립합니다.
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Q. 중력 가속도 훈련에서 G 는 무엇인가요??
중력가속도 훈련에서 G는 Gravity의 앞글자 'G' 를 뜻합니다. 1G는 9.8m/s^2으로 지구 중력가속도를 뜻합니다. 마찬가지로 3G 11G는 지구 중력의 3배 11배를 뜻합니다. 숫자가 커질 수록 중력가속도가 커지며 그만큼 받는 힘의 양도 커지게 됩니다. 보통 6G이상이 되면 몸이 기절 할 정도로 위험하다고 합니다. 1G에 적응 돼 있던 몸이 6G까지 올라가게 되면 그만큼 몸속의 혈액의 흐림이 느려질 수 있고 호흡하는 것도 느려질 수 있습니다.
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Q. 빛이 나아가다가 정지하는 순간이 있을까요?
네, 빛은 전자기파의 일종이라 생성되는 순간 앞으로 전진합니다. 거울에 닿으면 일부는 반사하고 일부는 거울에 흡수되며 속도가 0이 되는 일은 없습니다.
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Q. 빛이 움직이는 모습을 초고속 카메라로 담을 수 있을까요?
네 가능합니다 카메라 기술발전이 빨라지면서 캐나다 INRS 연구진들은 초당 156조3000억 프레임을 찍는 초고속 카메라 기술을 개발했습니다. 이 정도면 빛의 움직임을 사진으로 충분히 담아 낼 수 있습니다
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Q. 하늘 위 인공위성은 왜 안떨어지나요?
하늘높이 있는 인공위성이 안떨어지는 이유는 인공위성의 구심력과 원심력의 평형때문입니다. 인공위성의 속력으로 원심력이 생기고 지구가 잡아당기는 힘으로 구심력이 발생합니다. 만약 인공위성의 궤도가 어긋나 이 힘의 균형이 깨진다면 인공위성은 지구로 추락할 것입니다