안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.
Q. 만유인력의 법칙에 대하여 설명해 주세요
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.만유인력의 법칙을 간단하게 말하자면 질량을 가지는 물질들 사이에 작용하는 인력을 뜻합니다지구는 매우 큰 질량을 가지기 때문에 사과가 지구로 끌려가는 것처럼 보이지만 지구 또한 사과에게로 아주 미세하게 끌려하는 현상이 동시에 일어나는 것입니다이러한 만유인력의 법칙을 이용해서 천체의 움직임을 계산하기도 합니다감사합니다
Q. 아인슈타인의 상대성이론에 관해 궁금합니다.
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.아인슈타인의 상대성이론은 크게 특수 상대성이론과 일반 상대성이론이 있습니다특수 상대성이론은 2가지의 전제조건을 가집니다. 1. 모든 관성좌표계에서 물리법칙은 동일하다.2. 빛의 속도는 언제나 일정하다.똑같은 속도로 달리는 자동차가 2대 있을때 자동차 A에 탄 사람이 자동차 B를 관찰하면 멈춰 있는 것처럼 보이고, 자동차를 타지 않고 멈춰 있는 사람이 자동차 B를 관찰하면 자동차가 이동하는 것처럼 보이겠죠. 이처럼 관찰자가 어떤 운동상태에 있는지에 따라(어떤 관성좌표계를 따르는지) 관찰하는 물체의 운동도 다르게 보입니다빛의 속도는 이와는 다릅니다. 우리가 빛의 속도로 이동하면서 빛을 관찰해도 빛의 속도는 동일하게 300000000 m/s 입니다.이에 대한 결과 중 영화나 만화에서 다루어져서 유명한 빛의 속도로 빠르게 이동하면 늙지 않는다 등이 관련이 있습니다.이런 특수 상대성이론을 통해 고전역학으로 설명하지 못했던 로렌츠변환을 완벽히 설명해내었습니다일반 상대성 이론은 중력에 관한 이론입니다. 중력은 단순하게 물체끼리 끌어당기는 힘이 아니라 시간, 공간, 물질이 상호작용을 하는 힘이다라는게 주요 골자입니다.이로 인해 중력에 의해 빛이 휘어지는 현상, 중력파 등을 설명할 수 있게 되었고, 우주의 역사를 연구히는 천체물리학에서 중요한 역할을 하고 있습니다이러한 상대성이론들은 일상생활에서 직접 겪거나 느끼기 힘든 내용들을 다루고 있습니다.또한 위의 짧은 답변들로 모두 설명하기에는 너무 방대한 양을 포함하고 있습니다. 더 자세한 내용이 궁금하시면 양자역학에 대한 대학 수업자료들을 참고하시면 좋습니다.감사합니다.
Q. 양궁, 배드민턴 등에 대한 궁금증이에요.
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.양궁의 화살은 평균 187 km/h 속도를 가집니다배드민턴의 셔틀콕은 최대 330km/h 속도를 가집니다KTX 열차의 최고 속도가 305km/h 라고 합니다셔틀콕의 경우는 최고 속도가 KTX 보다도 빠르네요감사합니다
Q. 시간이 허수인 세계에 관해서 질문드립니다.
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.시간이 허수인 세계라.. 어떻게 보면 굉장히 과학적이고 또 어떻게보면 굉장히 철학적인 질문이네요스티븜 호킹의 이론에서 보면 시간이 허수일 경우 특이점이 발생하지 않습니다. 즉, 우주의 시작인 빅뱅이 발생하지 않는 것이죠. 따라서 시간이 허수인 세계는 변화하지 않는 또는 고정된 세계일 것이라고 추측할 수 있습니다이와 별개로 질문하신 힘과 가속도가 반대인 세계가 있다면 모든 물체가 서로 멀어지려고 하는 세계일 것 같습니다예를 들면 크게는 중력에 의해서 지구 위의 모든 생명을 포함한 물질들이 지구와 멀어지게 될 것입니다더 작은 개념에서는 분자나 원자들간의 결합을 유지해주는 힘이 모두 반대로 작용하기 때문에 큰 덩어리 상태를 유지 할 수 없습니다감사합니다
Q. 더운여름 도로위에 신기루가 있던데 왜그런가요?
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.질문하신 내용은 사막에서 신기루를 보는 현상과 원리가 동일합니다빛의 굴절에 의해 생기는 현상입니다여름에 지표면이 뜨겁기 때문에 공기의 온도가 올라갑니다. 일반적으로 공기는 온도가 상승할때 기체분자간의 거리가 늘어나기 때문에 밀도가 줄어듭니다이를 광학적인 측면에서 보자면 공기의 굴절률이 변화하는 것과 동일합니다. 즉, 공기가 마치 볼록 렌즈나 오목렌즈처럼 빛을 굴절시키는(휘게만드는) 역할을 하게 됩니다어릴 때 돋보기로 무언가를 관찰해보신적 있으실거라 생각합니다. 돋보기를 볼 때 보통 돋보기의 중앙에 눈을 위치하고 관찰하게 되는데, 중앙이 아닌 돋보기의 끝부분으로 물체를 관찰하면 돋보기 바로 앞에 위치한 물체가 보이는게 아니라 다른 위치의 물체가 보이게 됩니다. 돋보기 렌즈에 의해 빛이 굴절되어서 바로 앞이 아닌 다른 위치를 관찰하게 되는 것이죠신기루도 이와 마찬가지로 대기의 온도 변화에 따른 굴절률 변화가 발생하고 이때문에 빛이 굴절하여 다른 위치에 있는 물체를 보게되는 현상입니다감사합니다