안녕하세요 신재훈 전문가입니다.
Q. 무지개가 생기는 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 신재훈 과학전문가입니다.무지개가 생기는 원리는 프리즘 원리와 유사합니다.우리 눈에 보이는 빛은 가시광이라 표현하며,실제 태양에서 나오는 빛은 사람이 볼 수 없는 여러 파장을 가지고 있습니다.이 중에서 가시광선은 사람이 붉은색부터 보라색까지 볼 수 있으며,유리나 물을 통과하게 되면 굴절되는 특성이 있습니다.가시광은 여러 색이 있는데 각각의 굴절되는 량이 달라서 프리즘을 통과하게 되면붉은색은 덜 굴절되고 보라색은 많이 굴절되어 무지개 처럼 여러가지 색으로 갈라지게 됩니다.무재개는 물방울에 빛이 입사될 때 굴절된 후 물방울 내부에서 한 번 전반사를 일으키고물방울 밖으로 굴절되어 나올 때 빛이 분산되어 붉은색부터 보라색까지 펼쳐져 나타나게 됩니다.
Q. 골프를 시작한지 얼마 안되는 초보 아마추어 입니다
안녕하세요. 신재훈 과학전문가입니다.공에 있는 오목한 홈을 딤플이라고 합니다.일반적인 생각으로는 매끈한 공이 공기저항을 적게 받아서 멀리 갈 것 같지만 실제는 조금 다릅니다.골프공은 클럽 각도에 의해 공 아래쪽에 힘을 받아서 아래에서 위로 회전하게 됩니다.아래에서 회전하는 공은 떠오르는 힘을 가지게 되고이는 야구공의 회전방향으로 공이 휘어지는 것과 유사합니다.골프공이 떠오르는 성격을 가지고 있기 때문에 발사각이 45도 보다 낮게 진행할 때 더 멀리 갑니다.발사 속도가 클수록 최대 비거리를 위한 각도는 낮아집니다.공을 멀리 보내려면 공의 발사각도와 회전량이 서로 잘 맞아야 합니다.일단 골프공 회전이 많을 수록 여러 효과를 얻을 수 있으므로 회전량이 많을 수록 유리합니다.딤플내에 공기가 채워져 있으면 없을 때보다 회전할 때 공기저항이 감소됩니다.유체역학적으로 해석하기 어려운 부분이 있지만,딤플의 깊이와 갯수를 달리하면서 실험적으로 알게된 것이라 생각하면 됩니다.즉 딤플이 있는 이유는 비거리 향상을 위해서도 유리하고, 역회전 등을 이용하여 어프로치 거리 맞춤에 유리한 점 등 회전과 관련된 장점이 있기 때문입니다.
Q. 먹구름은 왜 색이 까만색인가요
안녕하세요. 신재훈 과학전문가입니다.물방울이 아주 작을 때는 빛이 고르게 산란되어 흰 색으로 보이지만,물방울이 커지면 빛이 흡수되는 양이 커집니다.그래서 비가 오기 전 구름의 물방울들이 커지면 점점 어두워지고 검게 보입니다.
Q. 엘리베이터가 추락할떄 점프하면 살 수 있나요?
안녕하세요. 신재훈 과학전문가입니다.가능하겠지만 거의 불가능에 가까울 것 같습니다.일단 떨어지는 엘리베이터 내의 사람을 엘리베이터 밖에서 관찰한다고 생각해봅시다.엘리베이터와 사람은 자유낙하이며,바닥에 닿기 바로전까지 속도는 중력가속도의 영향으로 속도의제곱 = 2*g*h 공식과 같습니다.대략 10층 높이 40미터에서 떨어지면 바닥에서 속도는 28m/s, 시속 100km가 됩니다.바닥에서의 충격을 감소시키기 위해 엘리베이터 바닥을 딛고 점프를 한다면,사람이 바닥에 떨어지는 속도는 시속 100km에서 자신이 점프하여 낼수 있는 속도를 빼면 됩니다.얼마나 어려운가를 쉽게 말씀 드리면,바닥에 닿는 충격이 0이 되려면 40m를 점프하는 힘으로 뛰어야 합니다.아무리 높이 뛰는 사람이라고 해도 2m 점프할 수 있다면,38m 높이에서 떨어지는 충격과 같습니다.그나마 이렇게 점프를 할 수 있다고 해도 문제입니다.엘리베이터 천장에 머리가 부딪히기 때문입니다.다른 관점에서 엘리베이터 내에서만 생각해보면 이것도 재미있습니다.실제는 끔직하겠지만요...엘리베이터 내의 사람은 엘리베이터 내에서 무중력상태입니다.마치 우주선에 있는 사람과 비슷하겠지요.점프하기 위해 바닥에 제대로 지지할 수 있을까요?결론적으로 떨어지는 엘리베이터에서 떨어지기 바로 전 점프해서 살 확률은 낮다고 볼 수 있습니다.