주행중인 자동차 바퀴가 역회전하는 것처럼 보이는 이유는 무엇인가요?

Question

고속도로 같은 곳에서 주행중인 자동차를 보게되면 타이어가 마치 역회전을 하는 것처럼 보이는데

우리 눈에 역회전처럼 보이는 이유는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 신광현 과학전문가입니다.

이것을 이해하려면 상대속도를 이해해야합니다.

내가 보고있는 사물이 10km/s로 오른쪽으로 가고 있고 그 사물을 보고 있는 나는 오른쪽으로 15km/s가고 있다. 그러면 우리 눈으로는 내가 보고 있는 사물이 왼쪽으로 5km/s로 가고 있는 것처럼 보이게 됩니다. 즉 상대적개념으로 이해해야합니다. 역회전하는 것처럼 보인다는 것은 관측하고 있는 이의 속도가 관측되는 사물보다 빨라서 뒤로 가는 것처럼 보이기 때문에 일어나는 일입니다.

Answer 2

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

일종의 착시입니다.

예를들어 10초동안 10칸을 원형형태로 이동하는 점이 있다고 쳤을 때, 속도가 약간 느려져 10초동안 9칸을 이동하게되면 원래있어야할 위치보다 1칸 뒤로 밀려납니다.

이 때, 이것의 관점을 바꾸어 10칸마다 측정한다고 치면 느려진 상태에서는 뒤로1칸씩 움직이는것 처럼 보일 수 있는것이죠.

즉, 우리가 알던 일정한 프레임보다 절묘하게 약간씩 느려져 뒤로가는듯한 착시가 생기는 것입니다.

위로 올라가는 물방울같은 전시품들도 같은 원리입니다.

감사합니다.

Answer 3

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

예상은 하시겠지만 일종의 착시현상입니다.

사람의 눈은 초당 200프레임정도를 인식할 수 있습니다. 바퀴의 회전수가 사람의 눈으로 인지가능한 회전수를 넘어서게 되면 정지해 있거나 역회전 하는 것처럼 보이게 됩니다. 이유는 눈이 인식한 프레임의 다음 프레임은 이동한 곳을 인지해야 하지만 실제론 이미 해당 위치를 지나서 이전 인지한 프레임 직전 위치를 보게 되어 마치 역회전 하듯 느끼는 것입니다.

Answer 4

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

사람의 눈은 대략 1/20초 간격으로 물체를 인지합니다.

바퀴 휠의 속도가 이 회전보다 느리다면 반대로 회전하는 것처럼 보이게 됩니다.

Answer 5

바퀴가 역회전 하는 것처럼 보이는 효과는 스트로보 효과입니다.

이것은 착시 현상 중 하나입니다.

원인은 사람의 눈은 변화하는 순간을 감지할 수 있는 능력이 많이 떨어집니다.

이런상황에서 바퀴가 일정 속도가 되면 바퀴가 그 상태가 그대로 있다고 착각하게 되고,

이 회전을 유지하면 멈추거나 반대로 돌아가는 상태로 인식하게 됩니다.