안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.
Q. 인위적으로 중력상태를 조절하거나 만들수도 있나요 ?
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.물리학적으로 중력과 가속도는 동일한 물리량입니다. 우리가 차를 타고 갈때 빠르게 가속하면 몸이 뒤로 쏠리는데 이때 만들어지는 힘이 중력과 동일한 종류의 힘이란 뜻이고, 구분이 되지 않는다는 의미입니다. 물론 가속 방향에 따라 힘의 방향은 다릅니다.우리가 평소에 경험하는 중력보다 더 강력한 중력을 느끼기 위해서는 빠르게 가속을하면 됩니다. 예를 들면 전투기 조종사들은 엄청나게 빠른 가속시에 중력의 5-6배 되는 힘을 받게됩니다. 그래서 이를 버티기 위한 훈련을 따로 진행합니다.반대로 중력보다 작거나 무중력 상태를 느끼기 위해서는 공중에서 바닥으로 떨어지는 방향으로 가속을하면 됩니다. 스카이다이빙을 하면 무중력 상태를 경험할 수 있습니다.같은 원리로 무중력인 우주에서 중력과 유사한 상태를 만들어주는 방법은 우주정거장에서 사용하는 원심력을 이용하는 것이 대표적입니다. 우주정거장을 회전시켜서 이때 발생하는 원심력을 이용해 중력과 동일한 힘을 발생시킬 수 있습니다. 감사합니다.
Q. 타키온 입자가 빛보다 빠를 수 있는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.E=mc^2 라는 식을 보신적이 있을 것입니다. 에너지는 질량 x 속도의 제곱과 같다는 의미입니다. 같은 에너지를 가지고 있을때, 빛의 속도보다 더 빠른 물질이 존재하기 위해서는 질량이 음수이어야합니다.즉, 타키온이 존재하기 위해서는 질량이 음수인 물질이 있어야합니다.물론 아직까지는 빛 보다 빠른 타키온이나 질량이 음수인 물질이 발견되지 않았으며, 이러한 물질이 존재 할 수 있다라는 근거도 발견하지 못하였기에 단순한 가설일 뿐입니다.감사합니다.
Q. 레일리 산란실험 결과에 대한 의문이 있습니다
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.오랫만에 광학 질문이라 반갑네요! 실험하신 결과는 이론에 잘 부합하도록 잘 진행이되었습니다. 질문자님이 약간 헷갈려하시는 부분이 있는것 같습니다. 현재 관찰하는 빛은 ‘산란된 빛’이 아니라 ‘산란되고 남은 빛’입니다. 말씀하신대로 짧은 파장의 빛은 산란되고 긴 파장의 빛은 산란이 잘 되지않기 때문에 긴 파장의 빛이 많이 관측되어 붉은색이 되는 것입니다.감사합니다.
Q. 베르누이의 정리가 적용된 예는 뭐가 있을까요?
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.가장 대표적인 예는 비행기의 양력입니다. 비행기의 날개는 윗면은 유선형이고 아랫면은 평평합니다. 이로인해 날개 윗면은 공기 흐름이 빠르고 아랫면은 공기 흐름이 느립니다. 즉 윗면은 압력이 낮고 아랫면은 압력이 높습니다. 이 압력 차이에 의해서 윗방향으로 힘을 받게되고, 이것을 양력이라고 부릅니다.또 다른 예로는 날개없는 선풍기가 있습니다. 날개없는 선풍기는 몸통부분에 공기를 빨아들이는 FAN이 있습니다. 빨아들인 공기는 원형의 날개 틀에 있는 틈으로 빠져나오는데 이때 공기의 흐름이 빨라서 압력이 줄어듭니다. 압력이 줄어들어서 주변의 공기를 같이 빨아들여서 큰 바람들 만들게 됩니다.베르누이의 법칙은 이 외에도 실생활에 많은 곳에 사용됩니다. 감사합니다.
Q. 얼음이 물위에 뜨는 이유는 뭔지 궁금합니다.
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.어떤 물체가 물에 뜨는지 아닌지를 결정하는 것은 단위부피 당 무게 즉, 밀도가 얼마나 크거나 작은지 입니다.물보다 밀도가 크다면 가라앉고, 물보다 밀도가 작다면 뜨게됩니다.예를 들어 엄청나게 거대한 스티로폼이 있다고 하면 무게가 1톤이 넘어도 물에 뜨게됩니다. 아무리 부피가 크고 무거워도 물 보다 밀도가 작다면 뜨는 것입니다.얼음은 물보다 밀도가 작은 물질입니다. 물분자는 액체 상태일때는 서로 섞여서 조밀조밀하게 배치되어 있지만, 고체상태 일 때는 물 분자간에 특정 거리를 유지하게됩니다. 이 때문에 오히려 얼음이 물보다 밀도가 작은 것입니다.감사합니다.