안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.
물리
Q. 일상생활에서 사용되는 물리학은 어떤것이 있을까요?
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.물리학은 자연적으로 일어나는 현상들을 학문적으로 수학적으로 설명하는 학문입니다. 물론 그 개념들이나 수학적인 공식 등이 어렵다고 느껴지실 수는 있으나 물리학은 우리 생활과 너무나 밀접한 연관이 있습니다. 정확히는 우리가 생활하면서 너무나 당연해서 넘어가는 것들을 물리학적으로 설명 할 수 있습니다.예를 들어 우리가 걸음을 걸을 때는 발로 바닥을 밀게됩니다. 그러면 작용반작용 법칙에 의해 바닥으로주터 우리 발도 밀리게 됩니다. 우리는 이 힘을 이용하여 걷는 것이지요우리가 숨을 쉴때는 근육을 이용해 폐의 기압을 떨어뜨립니다. 그럼 자연적으로 기압을 평형으로 맞추기 위해 외부의 공기가 폐로 들어오는 것입니다.자동차나 지하철이 출발하거나 멈출때 몸이 쏠리는 것은 관성 때문이며, 우리가 눈으로 물건의 형태나 색을 구분하는 것은 빛이 물체의 표면에서 산란하거나 반사되는 것을 보는 것이지요. 우리가 사는데 필수적인 태양은 그 내부에서 핵융합 현상이 일어나고 있고 이때 발생하는 에너지의 일부가 열과 빛으로 바뀌는데 이것이 태양빛입니다.이처럼 물리학은 우리 일상생활과 떨어져서 생각 할 수 없는 아주 근본적이고 기초적인 학문입니다. 물리학이 발전하지 않았다면, 기계공학이나 전자공학, 컴퓨터 공학 등이 필요한 첨단기술들도 발전하지 못했을 것입니다.답변이 조금이나마 도움이 되기를 바랍니다.감사합니다.
물리
Q. 빛이 다른 매질의 경계면에 부딪힐 때 나타나는 현상이 반산과 굴절인데요 이 둘은 어떻게 다른가요?
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.쉽게 말하자면 반사는 다른 매질의 경계면에서 매질을 투과하지 못하고 흡수되었다가 재방출되는 것이고, 굴절은 다른 매질을 투과하는 빛을 이 꺽이는 현상을 의미합니다.금속이 아닌 대부분의 물질들은 빛이 입사할때, 일부 빛은 반사하고, 일부 빛은 투과하게됩니다. 빛이 다른 매질을 투과할때, 매질의 굴절률이 다르다면 이 굴절률 차이에 의해서 빛의 경로가 꺽이면서 투과하게 됩니다. 이러한 빛의 꺽임을 굴절이라고 부릅니다.이때 매질의 분자구조, 원자구조에 따라 투과를 잘하는 파장, 반사를 잘하는 파장 등이 정해지게 됩니다.추가로 반사, 굴절(투과) 외에도 일부 빛은 다른 매질에서 흡수되어 열에너지로 변환되기도 합니다.정리하자면 빛이 다른 매질로 입사할때 나타나는 현상은 반사, 투과, 흡수가 있고, 투과할때 매질의 굴절률이 차이가 난다면 빛의 진행 방향이 굴절률 차이에 따라 꺽이게되는데 이것이 굴절입니다.답변이 조금이나마 도움이 되기를 바랍니다.감사합니다.
물리
Q. 높은 속력으로 달리는 물체가 바로 멈추기 어려운 이유?
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.빠른 속도로 움직이는 물체가 바로 멈추기 어려운 이유는 관성 때문입니다.관성이란 쉽게 말하자면 물체가 진행하는 운동을 그대로 유지하려는 힘입니다. 빠르게 움직이는 물체는 그 운동을 그대로 유지하려하기 때문에 바로 멈추지 못하는 것입니다. 물론 운동방향과 반대로 충분히 큰 힘을 가해준다면 바로 멈추는 것도 가능합니다.관성의 예로는 정지해 있던 차가 급출발할때 차 안의 사람들은 뒤쪽으로 몸이 쏠리고, 차가 급정거를 할때 사람들은 앞쪽으로 몸이 쏠리는 현상이 대표적입니다. 차가 급출발이나 급정지를 할때 사람의 몸은 관성으로 인해 진행하던 운동을 계속 이어나가려하기 때문에 몸이 쏠리게 됩니다.답변이 조금이나마 도움이 되기를 바랍니다.감사합니다.
물리
Q. 오목렌즈,볼록렌즈,오목거울,볼록거울은 모두 반사의 법칙이 적용되나요?
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.네 동일하게 반사의 법칙이 적용됩니다. 다만 면이 휘어져 있기 때문에 반사된 빛의 경로를 계산하기 위해서는 면을 잘게 쪼개어서 각각의 면에 반사되는 경로를 구하는 방법이 필요합니다.위 방법은 매우 번거롭기 때문에 쉽게 계산 할 수 있도록 수식을 정리한 것이 기하광학입니다.기하광학에서는 곡면이 얼마나 휘어져있는지를 통해 빛이 어떤 경로로 반사되는지, 어디에 초점이 맺히는지 등을 쉽게 알 수 있습니다.답변이 조금이나마 도움이 되기를 바랍니다.감사합니다.
물리
Q. 루트 20과 루트 24 사이에 있는 분모가 7인 수는 몇개인가요?
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.정답은 3개 입니다.32/7, 33/7, 34/7 입니다.해당 문제는 계산기가 있어야지만 정확하게 풀수 있습니다.계산기가 있다면 루트 20이 약 31.3/7 임을 알 수 있습니다. 루트 24는 약 34.3/7 임을 알 수 있습니다.그 사이의 분모가 7인 수는 32/7, 33/7, 34/7 입니디.두번째 풀이과정입니다.계산기가 없다면 아래와 같이 루트를 대략 계산하여 풀 수 있습니다.루트 20은 2x루트5임을 알 수 있습니다. 루트 5는 약 2.2입니다.(이는 암산으로 계산했습니다)루트 24는 2x루트6입니다. 루트 6은 약 2.4입니다(마찬가지로 암산하였습니다)이와 같이 계산하면 루트 20은 30.8/7, 루트 24는 33.6/7으로 정갑은 31/7, 32/7, 33/7으로 정답은 3개 이지만 그 값들은 달라지게 됩니다.이 문제를 정확하게 풀기 위해서는 계산기를활용하거나, 루트 5와 루트 6을 소숫점 2자리까지 계산 할 수 있어야 합니다.답변이 조금이나마 도움이 되기를 바랍니다.감사합니다.
물리
Q. 배가 바다에 뜨는현상은 어떻게 더는건가요?
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.어떤 물질이 물에 뜨는지 가라앉는지를 결정하는 것은 그 물질의 밀도가 물보다 작은지 또는 큰지 입니다. 물보다 밀도가 작으면 뜨고, 밀도가 크면 가라앉습니다. 이때 무게가 얼마나 무거운지는 중요하지 않습니다.예를 들어 엄청나게 큰 스티로폼을 상상해보겠습니다. 사람이 혼자 들을 수 없을 정도로 엄청 무거운 수톤의 무게를 가지는 스티로폼이라도 밀도는 작기 때문에 물 위에 뜨게 됩니다. 배가 물에 뜨는 이유도 이와 밀접한 관련이 있습니다. 배가 물 위에 떠 있는 모습을 보면 배에 일부는 물에 잠겨 있고, 나머지 부분은 물에 잠겨 있지 않습니다.이때 물에 잠겨 있는 부분에 배 구조를 보면 겉은 무거운 철로 구성되어 있지만 그 내부는 대부분 엄청나게 가벼운 공기로 구성되어 있습니다. 즉, 물에 잠겨 있는 부분의 평균 밀도는 물의 밀도보다 작습니다. 이러한 밀도 차에 의해 부력이 발생 하게 되고 이 부력이 배 전체 무게와 동일 하면 배가 가라앉지 않고 물에 떠 있게 됩니다.답변이 조금이나마 도움이 되기를 바랍니다.감사합니다.
물리
Q. 축구공의 감아차기, 무회전 슟 등 회전을 시키는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.축구공을 발로 찼을 때 회전력이 생기는 이유는 크게 2가지가 있습니다.가장 큰 영향을 끼치는 것은 발로 축구공의 어느 곳을 차느냐 입니다. 축구공의 가운데를 차면 회전이 생기지 않아서 무회전 슛이 되고, 축구공의 측면을 차면 회전이 크게 생겨서 감아차는 것이 됩니다.가장 쉬운 예는 동전을 딱밤치기로 회전 시키는 것입니다. 한쪽 손으로 동전을 세워두고, 반대 손으로 동전의 측면을 치면 동전이 회전하게 됩니다. 이때 가운데를 치면 동전이 회전하지 않습니다. 다음은 질문에 써주신 야구공의 실밥과 같은 마찰에 의한 영향입니다. 감아차기를 할때 공의 중심이 아닌 옆을 차게 되고, 이때 공은 발과의 접촉에 의해 회전을 더 하기 됩니다.즉, 공을 찰때 뿐만아니라 공이 발에 닿아서 떨어지느 그 순간까지 계속 발 측면의 마찰에 의해 더 회전이 되는 것입니다. 이는 야구공을 던질때 회전시키는 것과 같은 원리입니다.답변이 조금이나마 도움이 되기를 바랍니다.감사합니다.
물리
Q. 기울기와 비례상수의 차이는 뭘까요?
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.질문자님이 헷갈려하시는 것은 기울기가 변화하는 경우와 기울기가 일정한 경우로 나누어서 생각해보지 않아서인 것으로 생각됩니다.기울기는 얼마나 기울어져 있는지를 나타내는데. 곡선은 기울기가 계속 변하고 직선은 기울기가 일정합니다.즉 기울기 = 곡선의 기울기와 직선의 기울기를 모두 포함하는 개념입니다.그 중 직선의 기울기는 언제나 일정합니다. 일정하다는 것은 상수라는 것과 같은 의미입니다. 이때 변하지 않는 상수를 비례상수라고 합니다y = kx + a위 식은 직선을 표현하는 식이며, 여기서 기울기는 비례상수인 k로 나타내어진다는 의미입니다. 즉 직선인 경우에 k = 비례상수 = 기울기 입니다.답변이 조금이나마 도움이 되기를 바랍니다.감사합니다.
물리
Q. 물은 왜 얼리면 부피가 늘어가는것인가요?
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.물이 얼면서 부피가 증가하는 것은 얼음의 분자 구조 때문입니다.혹시 눈 내릴때 눈을 자세히 관찰해본적이 있으실까요? 눈은 특정 패턴으로 일정한 구조를 가지고 있습니다. 마찬가지로 얼음도 물 분자가 얼면서 특정한 모양을 만들게 됩니다. 이 구조 때문에 물 분자 사이사이에 빈 공간이 만들어지게 되어 부피가 증가하게 됩니다.답변이 조금이나마 도움이 되기를 바랍니다.감사합니다.
물리
Q. 사우나 온도가 100도인데 사람이 들어가서 어떻게 버티는거죠?
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.여름에 30도만 넘어도 야외에서 굉장히 덥게 느껴지는데 이는 대부분 햇빛에 의한 열과 지면이 달궈져서 올라오는 열기 때문입니다.30도인 물 안에 들어가서 비교해보시면 덥다고 느끼지 못하실겁니다.즉, 야외온도와 직접적으로 비교하기는 힘들다는 의미입니다.또한 사우나의 온도가 100도라는 것은 건식 사우나인 경우입니다. 일반적으로 건식 사우나는 80~120도 수준으로 사용되고, 습식 사우나는 60~80도 수준으로 사용됩니다.이때 온도가 100도라는 온도는 대부분 수중기가 가지고 있는 열인데, 기체인 물 분자의 밀도는 액체인 물 분자의 밀도 보다 약 700배 작습니다. 즉, 약 100도인 물 안에 사람이 들어갔을때보다 열을 약 700배나 덜 전달 받는다는 의미입니다. 건식 사우나의 수분들의 온도는 매우 높지만 이것이 사람의 피부로 잘 전달되지 않기 때문에(전달되는 속도가 느리기 때문에) 사람이 100도나 되는 사우나를 즐길 수 있는 것입니다.물론 열이 전달되는 속도가 느린 것이기 때문에 오랜시간이 지나면 체온도 100도와 비슷한 온도까지 올라가게 됩니다. 이러한 이유로 건식 사우나 내에 철로된 물체나 손잡이 등이 있다면 주의해서 접촉해야합니다. 그 물체들은 사우나 내에서 오랜시간 동안 열을 전달 받아왔기 때문에 매우 높은 온도 일 수 있습니다.답변이 조금이나마 도움이 되기를 바랍니다.감사합니다.