안녕하세요 김재현 전문가입니다.
Q. 공기저항이 없을 때 중력만을 받는다는 의미가 무엇인가요???
무중력과 진공상태는 별개의 개념입니다. 중력이 작용하는 지구에서도 진공상태를 만들 수 있습니다. 말씀하신것처럼 공기저항을 안받는다는것은 진공상태를 말하는것이 맞습니다. 보통의 물리 이론이 공기저항을 무시하고 생각하는것이 많습니다. 만약 공기저항을 생각하면 자유낙하운동에서 낙하시간과 속도의 차이가 진공상태와는 다르겠죠
Q. 특수상대성이론에서 빠르게 운동하는 물체의 속도는 변하나요?
시간이 느리게 운동하는 것처럼 보이는것이지 물체의 속도는 변함없습니다. 로렌츠 인자라는 것이 있습니다. 물체의 속도가 광속에 가까울 수록 로렌츠 인자는 계속 커지게 됩니다. 특수상대성 이론에서 볼때는 시간이 길어지게되는것이죠. 관측자에 따라 다른 시간이 흐르는것이라 외부에서 봤을때 느리게 간다고 속도가 느려지는것은 아닙니다
Q. 수심이 깊어질수록 압력이 증가하는 이유는 무엇인가요?
대략 바닷물의 수심을 계산할 때 10m당 1bar의 압력이 추가적으로 증가하게 됩니다. 압력을 계산하는공식은 다음과 같습니다 P = ρgh (ρ : 물의 밀도, g : 중력가속도, h:높이) 이 공식에 대입해 계산해보면 98,100Pa이 나오고 1bar는 100,000pa이므로 10m당 대략 1bar의 압력이 증가함을 알 수 있습니다
Q. 특수상대성 이론에서 시간 지연이 일어나면 상대방이 느리게 움직이는 걸로 보인다는 건가요??
네 시간지연이 일어나면 외부의 관측자는 빠르게 움직이는 물체가 느리게 움직이는 것처럼 보입니다. 뮤온의 수명은 극히 짧아 0.002초 밖에 안되서 600m를 못가서 사라진다고 합니다. 하지만 특수상대성이론으로 시간이 느려지면 18.2km나 더 멀리 날아갈 수 있다고 하죠. 뮤온 자체로 볼때는 0.002초의 수명을 가지는건 동일합니다. 하지만 외부 관측자에서 볼 때는 뮤온의 시간이 느리게 가는 것처럼 보여 18.2km나 더 움직이게 되는 것이죠. 간단하게 말해서 시간의 흐름은 모든 물체에게 동일하지 않고 상대적으로 흐르기 때문에 이런 효과가 발생하게 되는것이죠. 본문에 이런말을 하셨는데 '수명이 짧은 대신 빠르기 움직이나, 수명이 긴 대신 느리게 움직이나 같은 가 아닌가요?' 첫번째 문장은 뮤온자체에서 볼때이고 두번째 문장은 외부 관측자에서 볼 때입니다. 어디서 보느냐에 따라 시간이 다르게 흐릅니다
Q. 빛이 파동성과 입자성 둘다있다고 들었어요
네 빛은 파동과 입자의 성질 다 가지고 있습니다. 영의 이중슬릿 실험에서 볼때 여러가지 간섭무늬가 나오면서 파동의 성질을 보여줍니다. 반면 콤프턴 산란 실험에서는 입자의 성질을 보여주기도 하죠