안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.
물리
Q. 지구의 중력으로 사람이나 물체들이 땅속으로 빨려들어가지않고 서있을 수 있는 이유가 무엇인가요?
아주 흥미로운 관점의 질문이네요!지구의 중력으로 인해 사람이나 물체들이 땅속으로 즉 지구의 중심부까지 끌려들어가지 않는 이유는 우리의 발 아래에 지지해주는 흙, 바위 등이 있기 때문입니다.그럼 왜 흙, 바위 등은 더 압축되거나 뭉쳐지지 않는 것일까요? 그것은 지구의 중력이 약하기 때문입니다. 만약 지구의 중력이 충분히 강하다면 흙이나 바위 등이 훨씬 더 촘촘하고 밀도 높게 압축될것 입니다. 그럼 지구의 부피가 더 작아지겠지요.그럼에도 사람이나 물체가 지구의 중심으로는 빨려들어갈 수 없습니다. 지구의 크기가 작아져도 더 단단한 땅이 생기는 것입니다.여기서 조금 더 생각을 해보겠습니다. 왜 우리의 몸이나 물체는 단단한 물체를 통과하지 못할까요? 그것은 원자나 분자가 특정 공간을 차지하고 있기 때문입니다. 원자핵은 양전하를 띄기 때문에 다른 원자핵과는 일정 거리 이하로 가까워지기 힘듭니다. 자석의 같은 극끼리 밀어내는 것과 유사한 원리이지요.만약 이러한 분자나 원자의 구조까지 무너뜨리고 원자핵간의 거리까지 가까워질 정도로 중력이 강해진다면 핵융합 반응이 발생하게 됩니다. 강력한 중력에 의한 핵융합 반응의 대표적인 예가 태양 내부에서 일어나는 핵융합 반응입니다.여기서 가장 원론적으로 들어가면 왜 원자나 분자 등의 물질이 공간을 차지하느냐를 생각해보아야합니다만 너무 원초적인 질문이라 제가 답변드기 어려운 내용이네요.평소에 생각하지 못했던 방향으로 생각을 해 볼 수 있어서 오히려 저에게 더 유익했던 질문이었던거 같습니다. 조금이라도 도움이 되었길 바랍니다.감사합니다.
물리
Q. 아니 관서ㅓㅇ이랑 이거 보기들이랑 므ㅓㄴ
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.문제와 관련된 물리 법칙은 역학에너지 보존 법칙입니다. 역학에너지(운동에너지+위치에너지)가 일정하기에 A,B,C는 같은 높이(위치에너지)까지 올라가게 되고, 마찰과 공기저항이 없다면 운동에너지가 보존되기에 D는 멈추지 않습니다.갈릴레이는 외부의 영향이 없으면 물체가 하던 운동이 그대로 유지될 것으로 생각하고 이로부터 관성의 개념을 생각해내었습니다.즉 이 문제는 보기 중에 ‘관성’과 관련된것들을 찾는 문제입니다.정답은 ㄱ , ㄴ 입니다.ㄱ : 돌부리에 걸렸을때, 운동하던 방향으로 계속 진행하려 하기 때문에 앞으로 넘어짐(관성)ㄴ : 땅이 흔들려도 추는 그대로 멈춰(정지운동) 있음(관성)ㄷ : F = ma 의 예시
물리
Q. 사람은 위기 순간에 일반적인 사람이 쓸 수 있는 그 이상의 힘을 쓸 수도 있나요?
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.일반적으로 사람은 본인이 가진 근육을 100% 사용하지 못합니다. 근육에 무리가 가기도 하고, 무의식적으로 자신의 한계를 정해버리기 때문입니다. 일종의 잠금장치인 것이죠.그러나 위기의 순간에는 이러한 잠금장치를 무시하고 본인이 가진 모든 힘을 끌어다 쓸 때가 있고, 이때 일반적인 사람들이 내는 힘 이상을 내게됩니다.이러한 잠금장치를 푸는 원리는 위기의 순간 아드레날린이 과도하게 분비되는 것이 가장 큰 원인으로 생각되고 있습니다.아기를 구하기 위해 차량을 들어올리는 엄마, 거동이 불가능한 노인이 불난 집에서 스스로 탈출하는 등 많는 사례가 있습니다.감사합니다.
물리
Q. 진자의 운동을 설명할 때, 왜 진자의 높이가 점차 감소하면서 에너지가 계속해서 다른 형태로 변환된다고만 보는가?
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.에너지란 새롭게 생성되거나 사라지는 개념이 아닙니다. 진자의 운동에서 점점 높이가 줄어든다는 것은 진자가 아니고 있는 역학에너지(위치에너지 + 운동에너지)가 다른 에너지로 변환되기 때문입니다.이때 다른 에너지로 변환되는 원인은 공기의 저항, 진자의 줄(또는 베어링)의 마찰입니다.공기의 저항을 받으면 반대로 공기도 진자에 의해 힘을 받기에 공기의 흐름이 생기게 되고, 이것은 진자의 에너지가 공기의 운동에너지로 변환됨을 의미합니다.진자가 움직일때 구동부(줄 또는 베어링 등)에서는 마찰이 발생하게 됩니다. 마찰이 발생하면 분자들 간의 상호작용을 통해 마찰열이 발생합니다. 이것은 진자의 에너지가 열에너지로 변환됨을 의미합니다.감사합니다.
물리
Q. 빗방울의 크기가 다른 건 어떻게 결정이 되는건가요?
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.빗방울의 크기를 결정하는 요인들은 많지만 그 중 가장 중요한 요인은 2가지입니다.응결핵의 갯수와 수증기의 양 입니다.응결핵이란 수증기가 모이기위한 구심점 역할을하는 입자들을 의미합니다. 응결핵의 수가 적을수록 많은 수증기가 한개의 응결핵에 모이기 때문에 빗방울이 더 굵어지게 됩니다.감사합니다.
물리
Q. 퍼센트를 구하려는데 수학 고수님들 계실까요?
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.원하시는 작업 능률은 표준작업시간 / 직접 작업한 시간으로 구할 수 있습니다.6시간/5시간 = 1.2 = 120% 입니다감사합니다.
물리
Q. 오일은 왜 물에 가라앉지 않나요???
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.대부분의 오일류는 물보다 밀도가 작습니다. 즉 같은 부피라면 오일류가 물보다 더 가벼운 것입니다.물 위에 어떤 물질이 뜨고 가라앉는 것을 결정하는 것은 무게가 아닌, 밀도로 결정됩니다.물 위에 떠있는 빙산이 몇 톤이상의 큰 무게를 가지고 있더라도 밀도가 물보다 낮아서 뜨는 것이 그 예입니다.감사합니다.
물리
Q. 소리가 공기 중보다 물속에서 더 빠르게 전달이 되는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.소리는 파동의 일종입니다. 파동은 에너지를 매질을 통해서 전달하는 방식인데, 이 매질의 특성에 의해서 전달 속도가 달라지게 됩니다.매질을 이루는 분자들에서 다음 분자들로 에너지가 전달되기 때문에 이 분자들간의 거리가 가까울수록 에너지를 쉽게 전달하고, 전달 속도도 빨라지게 됩니다.즉 공기보다 물의 밀도가 높기에(분자간의 거리가 가깝기에) 소리의 전달 속도가 빠릅니다. 추가로 소리는 더 밀도가 높은 금속 등의 매질을 통하면 더 빠른 속도를 가지게 됩니다.감사합니다.
물리
Q. 노이즈 캔슬링에는 소리음파의 원리가 들어 있다고 하는데, 정확히 이게 무엇인가요?
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.소리는 파동의 일종입니다. 즉 파동의 특징인 보강간섭과 상쇄간섭이 소리에서도 일어납니다.노이즈 캔슬링은 이 상쇄간섭을 이용한 제품입니다. 소리도 파동이기에 진폭, 주파수, 위상 등의 특징을 가집니다. 노이즈 캔슬링은 먼저 소리를 듣고 진폭, 주파수, 위상을 파악합니다. 그 이후 실시간으로 위상이 반대인 파동(소리)를 만들어냅니다.우리 고막에서는 원래 소리와 노이즈 캔슬링 제품에서 나온 소리가 상쇄간섭을 일으켜 소리가 들리지 않는 것입니다.노이즈 캔슬링은 약 40년 전에 소음이 엄청 심한 전투기 조종사들을 위해서 개발이 되었고, 현재는 많은 곳에서 사용되고 있습니다.감사합니다.
물리
Q. 롤러코스터에서 원이 최고점 일 때360회전이 가능한가요?
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.첨부하신 그림에서 다른 동력이 없다면 롤러코스터는 360도를 돌 수 없습니다. 왜냐하면 롤러코스터는 처음 위치보다 더 높은 위치로는 올라갈 수 없기 때문입니다.360도를 돌기 위해서는 출발 위치의 높이가 360도의 최고점 위치보다 높아야합니다. 또는 출발시에 다른 동력이 필요합니다.이를 물리학적으로 표현하자면 역학에너지 보존법칙으로 설명할 수 있습니다.초기의 (운동에너지 + 위치에너지) = 나중의 (운동에너지 + 위치에너지)를 만족해야합니다.감사합니다.