안녕하세요 김장현 전문가입니다.
Q. 공기중에선 구슬과 깃털 중 구슬이 먼저 떨어진다는데 왜 그렇죠?
물리의 기본 공식 중 하나인 뉴턴의 운동 법칙은 F = ma => 힘 = 질량 x 가속도 입니다.중력에 대해서 F = ma = mg가 되고 ma = mg 에서 a = g가 됩니다.즉, 질량이 무겁더라도 그만큼 무거운 질량 때문에 더 많은 힘이 들게 됩니다.실제로는 깃털이 가벼워서 공기저항 때문에 늦게 떨어지지만,공기저항이 없는 진공이라면 어떤 질량이든 동시에 떨어지게 됩니다.
Q. 어떻게 공기에는 수증기가 존재할까요?
공기 속에는 습기가 있습니다.100도가 아니더라도 수증기는 될 수 있습니다.예를 들어 물을 바닥에 쏟으면 얼마 뒤에 모두 마르는 것을 알 수 있습니다.
Q. 우주 암흑 에너지와 암흑 물질의 차이점이 무엇인가요?
암흑에너지는 일단 이론상의 에너지고 아직 관측된 바는 없습니다.어쨌든, 빅뱅 이론에 의해 우주는 폭발을 하였습니다.그런데 계속해서 가속해서 우주가 커지고 있습니다.가속 운동을 하려면 힘, 에너지가 존재해야하고, 그것이 [암흑 에너지]일 것이라고 생각하고 있습니다.그러니, 암흑 에너지가 없으면 가속 하는 힘이 줄어들 것(=감속)이라고 하는 것입니다.암흑 물질의 경우는 질량과 관련이 있습니다.우주에 있는 은하의 질량을 직접 잴 수는 없으나, 여러 방법으로 질량을 잴 수 있습니다.별들의 밝기(광도 질량) 등이나 움직임을 보고 질량(역학적 질량)을 유추할 수 있는데,광도 질량 = 역학적 질량이어야 정확히 쟀다고 볼 수 있습니다.그런데 실제로 이 값은 너무 다르고, 역학적 질량이 4배 이상 무겁게 나타납니다.즉, 빛으로만은 측정할 수 없는 어둠의 질량이 있다는 뜻이 되고,이것이 바로 [암흑 물질]의 개념입니다.
Q. 빛의 속도와 전류의 속도는 동일한가요?
빛의 속도와 전류의 속도(전자의 속도)는 다릅니다.전자의 속도는 전자가 한 칸씩 움직여나가므로 매우 빨라보이는 것이지만,빛의 속도에 비하면 매우 느립니다.
Q. 부메랑은 어떻게 원래 자리로 돌아오나요?
부메랑이 돌아오는 원리는 마그누스 효과에 의해서 가능합니다.마그누스 효과는 유체 - 이 경우는 기체에서 회전하는 물체에서 나타나는 현상입니다.유체는 한 방향으로 흐르는데, 물체가 움직이면 어떤 방향은 속도가 빨라지고 그 반대 방향은 속도가 느려질 것입니다.이런 상대속도로 인해 물체에 수직인 방향으로 힘이 생기게 되어 물체의 운동에 영향을 주게 됩니다.