안녕하세요 신광현 전문가입니다. 물리학을 전공했습니다.
Q. 낙하 시험에서 공기가 없으면 볼링공과 깃털이 동시에 땅에 닿는다고 하는데 이유를 알고 싶어요..
안녕하세요. 신광현 과학전문가입니다.힘이라는 것은 질량과 가속도에 비례합니다. f=ma하지만 중력에 영향을 받는다면 힘은 질량과 중력가속도에 비례합니다. f=mg 하지만 여기의 변수는 공기저항력입니다. 공기 중에 볼링공을 떨어뜨린다면 볼링공은 깃털에 비해 공기저항을 덜 받으면서 빨리 떨어지게됩니다. 하지만 무중력인 진공이라고 하면 무게영향을 받지않고 공기저항력도 없습니다. 즉 동일한 값이 된다는 이론이므로 깃털과 볼링공은 동시에 떨어집니다.
Q. 달과 인공위성의 중력작용문의드립니다
안녕하세요. 신광현 과학전문가입니다.1. 인공위성과 달이 지구를 벗어나지 못하는 이유는 중력에 영향을 받기 때문입니다. 크게는 지구가 태양의 영향을 받는 것처럼 달도 지구의 영향을 받아 지구 쪽으로 당기려는 힘을 구심력 바깥쪽으로 나가려는 힘 원심력을 균형을 맞춰 원운동을 하면서 지구를 중심으로 돌고 있습니다. 인공위성도 마찬가지입니다.2. 달이나 인공위성의 위치가 어디있는가는 바로 중력과 지구를 벗어나려는 힘이 균형을 맞추는 곳에 존재합니다. 그래서 만약 인공위성이 지금 지구를 돌고 있는데 지구의 중력이 미치는 영역의 바깥으로 나가려고 인공위성 엔진에 추진력을 준다면 그 힘이 깨져 벗어날 겁니다. 반대로 지구 중력을 버티는 힘이 없다면 인공위성 중력에 따라 천천히 지구를 향해 타원운동을 하면서 지구로 떨어질겁니다. 지구와 인공위성 지구와 달의 거리는 중력과 벗어나려는 힘의 균형이라고 보면 됩니다.
Q. 왜 모기는 비에 젖지 않는건가요?
안녕하세요. 신광현 과학전문가입니다.모기가 비에 맞는다면 분명 죽게 될게 뻔합니다. 하지만 모기는 비가 올 때 나뭇잎 뒤나 비가 내리지 않는 곳으로 피신 할 능력을 가지고 있습니다. 곤충들이 인간보다 습기를 빨리 알아차리기 때문입니다. 그것말고도 모기는 가벼운 몸무게와 날개를 가지고 있기에 비가 내릴 때 공기의 압력차를 느껴 피 할 수 있으며 잠시 비에 스친다고해도 물방울에 올라았다가 내리는 엄청난 비행을 할 수 있습니다. 그러므로 모기는 비에 맞으면 젖지만 효율적으로 비행할 수 있기 때문에 비에 맞아서 죽지는 않습니다.
Q. 무지개는 어떤원리로 생기는 건가요?
안녕하세요. 신광현 과학전문가입니다.무지개가 생기는 이유는 빛의 굴절 때문입니다.비가 온 뒤에 남아있는 공기 중에 남아있는 수증기가 프리즘 역할을 해서 빛을 굴절합니다. 빛은 색깔마다 굴절각도 달라서 나타는 현상으로 그게 바로 무지개 입니다. 그래서 무지개는 공원 분수대, 바다 근처, 폭푸 주변에서 볼 수 있습니다.
Q. 구심력이라는 힘은 실제로 존재하나요?
안녕하세요. 신광현 과학전문가입니다.구심력이라는 것과 원심력은 실제 힘에 아닙니다. 그냥 원운동을 하면서 나타나는 힘의 방향을 나타내는 것입니다. 실제로는 지구와 인공위성을 예로 든다면 인공위성을 잡아당기는 힘 실제로는 중력이지만 원운동을 기준으로 안쪽으로 당기는 힘이라는 구심력이라고 합니다. 이 반대로 구심력과 같고 반대인 힘을 원심력이라고 합니다. 이 역시도 지구의 중력을 벗어나려고 하는 힘을 말합니다. 즉 인공위성이 지구를 중심으로 원운동을 하는 이유는 중력과 지구를 벗어나려는 인공위성의 엔진의 추진력이 동일하다고 보면 됩니다. 그래서 인공위성의 엔진동력이 떨어지면 천천히 지구 중력에 끌려서 지구로 떨어지거나 대기권에서 다 타버려 사라집니다.