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빛의 속도로 나는 화살

빛의 속도로 나는 화살 10m 길이의 화살이 빛의 속도에 버금가는 속도로 쏘아져서 정지하고 있는 10m길이의 파이프 속을 통과하고 있다. 화살과 파이프의 길이는 정지 상태에서 측정한 것이다. 화살이 파이프 속을 통과할 때에 대하여 가장 잘 설명한 내용은 다음중 어느 것인가? a) 화살의 길이가 줄어들어 어느 순간 동안 파이프가 완전히 화살을 가리게 된다. b) 파이프의 길이가 줄어들어 어느 순간에 화살이 파이프의 양끈에서 보이게 된다. c) 화살과 파이프가 같이 줄어들어 어느 순간에 파이프는 화살을 순간적으로 가리게 된다. d) 위의 내용 모두 관측자의 동작에 따라 달라진다. 빛의 속도로 나는 화살 : 답 d 당신이 만약 파이프와 같이 정지한 상태에서 움직이는 화살을 보게 된다면, 화살은 파이프의 길이보..
재미있는물리/재미있는 물리여행 2013. 9. 12. 10:58

소리와 빛의 도플러효과 비교

소리와 빛의 도플러효과 비교 q1) 한 사람이 소리를 내는 물체로부터 멀어질 때 도플러 주파수가 생기는데, 이것은 소리를 내는 물체가 그 사람으로부터 멀어질 때에도 같은 도플러 주파수가 생기는가? a) 그렇다. b) 아니다. q2) 한 사람이 빛을 내는 광원(source of light)으로부터 멀어질 때 나오는 도플러 주파 수는 광원이 그 사람으로부터 멀어질 때 내는 도플러 주파수와 같은가? a)그렇다. b) 아니다. 해 답 : 첫째 문제 b , 둘째 문제 a 한 사람이 소리를 내는 물체로부터 소리의 전파 속도와 같은 속도로 멀어지면 그 사람이 듣는 소리와 주파수는 0이다. 그래서 소리를 들을 수 없다. 그러나 소리를 내는 물체가 한 사람으로부터 소리의 속도로 멀어지면 그 사람이 듣는 소리의 주파수는 ..
재미있는물리/재미있는 물리여행 2013. 9. 12. 10:57

아인슈타인의 고민

아인슈타인의 고민 공간에서 빛의 속도를 설명한 것 중 맞는 것은? a) 항상 일정하다. b) 항상 일정하지 않으며, 어떤 장소에서는 다른 장소에 비해 더 느리다. 아인슈타인의 고민 : 답 b 중력이 빛의 진로를 휘게 한다. 그림에서 빔의 아랫부분은 커브의 안쪽이고 윗부분은 바깥쪽이므로 빔의 아랫부분이 더 짧은데, 플래시를 켜고 종이 한 장에 불빛을 비추어 보면 불빛의 속도가 윗부분보다 아랫부분이 더 느리다. 아인슈타인은 처음에 빛의 속도는 항상 일정하다고 말했으나, 이러한 현상을 발견 후 빛의 속도는 항상 일정하지 않다고 말해서 비난의 소용돌이 속에 빠진 적이 있다. 아인슈타인은 이것을 설명하기를, 중력이 없거나 거의 작용하지 않는 특별한 경우에는 빛은 일정한 속도를 가지고 있다고 했는데, 이것이 특수 ..
재미있는물리/재미있는 물리여행 2013. 9. 12. 10:55

불확정성 원리

불확정성 원리 하이제베르그(Heisenberg)의 불확정성 원리(uncertainty principle)에 따르면 아래 내용 중 어느 것에 불확정성 h가 항상 존재하는가? a) 입자의 운동량 b) 입자의 에너지 c) 공간에서 입자의 위치 d) 입자의 생명의 길이 e) 위의 내용 중 어느 것도 해당 안 됨. 불확정성 원리 : 답 e 불확정성 원리는 전자나 양자 등의 입자가 파와 같은 성질을 가지기 때문에 생긴 이론인데,파는 입자의 운동량, 에너지, 각운동량과 같은 입자의 운동상태를 나타내는 것이며, 파는 공간과 시간을 통해서 진행하는 것이다. 공간을 통해 운동하는 파의 파장은 그 입자의 운동량을 나타내고, 시간을 따라 운동하는 파의 주파수는 그 입자의 에너지를 나타낸다. 그렇지만 파는 입자의 상태를 아주 ..
재미있는물리/재미있는 물리여행 2013. 9. 12. 10:53

당기기

당기기 아래 그림에서 a의 경우와 b의 경우 모두 10kg의 순힘에 의해 벽돌 A가 탁자를 가로질러 도르래 쪽으로 가속된다. 마찰은 무시한다. A 벽돌의 가속도는? a) a 경우가 더 크다. b) b 경우가 더 크다. c) 두 경우 다 같다. 해 답 : 당기기 답은 b) 경우가 더 크다이다. 이것은 줄에 걸리는 장력이 서로 다르기 때문이다. 손으로 잡아 당겨서 생기는 줄의 장력은 b의 경우 10kg이며 이때 물론 A벽돌은 가속도를 갖는다. 그러나 a의 경우 10kg짜리 무게에 의해 생긴 줄의 장력은 10kg보다 작다. 어째서 일까? 만일 장력이 꼭 10kg이라면 도르래에 매단 벽돌은 아래쪽으로 가속도를 갖지 못하고 평형상태에 놓이게 된다. 만일 A벽돌이 B벽돌보다 엄청나게 무겁다면 그래서 움직이기 어렵다..
재미있는물리/재미있는 물리여행 2013. 9. 12. 10:51

떨어지는 돌멩이

떨어지는 돌멩이 바위는 조약돌보다 몇 배나 무겁다. 그러므로 바위에 작용하는 중력은 조약돌에 비해 몇 배 더 크다. 그렇지만 만일 바위와 조약돌을 동시에 떨어뜨린다면(공기의 저항을 무시할 때) 두 돌의 가속도는 똑같다. 바위가 조약돌보다 더 가속도가 크지 않은 가장 중요한 이유는 무엇과 관계가 있을까? a) 에너지 b) 무게 c) 관성 d) 표면적 e) 어느것도 아니다. 해 답 : 떨어지는 돌멩이 정답은 c) 관성이다. 정말, 분명하고 간단한 답이다. 만일 가속도가 힘에 비례한다면, 바위에 작용한 중력의 크기가 더 크므로 가벼운 조약돌보다 가속도도 클 것이다. 그러나 가속도는 그 물체의 질량과도 관계가 있다. 그것은 관성과도 관계가 있고 따라서 운동을 변화시키려는 것을 막는 경향과도 관계가 있다. 주어진..
재미있는물리/재미있는 물리여행 2013. 9. 12. 10:50

병속의 파리

병속의 파리 한 떼의 파리가 유리병 안에 들어있다. 이 병을 저울에 올려 놓으면 파리들이 어떻게 할 때 저울의 눈금이 최대로 올라갈까? a) 병 바닥에 앉아있을 때 b) 병 안을 날아다닐 때 c) 두 경우 다 무게가 같다. 해 답 : 병 속의 파리 정답은 c) 두 경우 다 무게가 같다이다. 파리들이 떠 있거나 앉아있을 때 유리병의 무게에 약간의 차이가 있을지도 모르나 파리때가 마개로 막은 병 안에서 날아다닌다면 병의 무게는 밑바닥에 앉아 있는 경우의 무게와 꼭 같다. 무게는 병 내부의 질랭에 좌우되며 그 질량은 변하지 않는다. 그러나 떠 있는 파리의 무게가 병의 바닥으로 어떻게 전해질까? 그것은 바로 파리의 날개짓으로 생기는 공기의 흐름 특히 아래쪽 기류에 의해서다. 그렇지만, 그 하강기류는 다시 위로 ..
재미있는물리/재미있는 물리여행 2013. 9. 12. 10:48

코끼리와 깃털

코끼리와 깃털 커다란 나무 꼭대기에서 코끼리와 깃털이 떨어진다고 상상해 보라. 지상으로 낙하하면서 공기의 저항을 가장 많이 받는 쪽은? a) 코끼리 b) 깃털 c) 양쪽이 같다. 해 답 : 코기리와 깃털 정답은 a) 코끼리이다. 공기저항의 효과는 깃털에서 더 두드러지지만 실제 공기저항의 힘은 코끼리에 대한 것이 깃털에 대한 것보다 훨씬 크다. 이것은 깃털보다 큰 코끼리가 떨어지면서 더 많은 양의 공기를 헤집고 나가기 때문이다. 또한 더 무거운 코끼리가 공기 중에 더 빨리 떨어져 공기의 저항을 증가시킨다. 몇 그램에 지나지 않은 깃털은 너무나 가벼워서 공기의 저항이 그 무게와 같아지기 전에는 빨리 떨어지지 않는다. 그런 경우가 일어난다면 깃털은 종단속도에 도달하게 된다. 즉 남은 낙하운동 동안 속도와 공기..
재미있는물리/재미있는 물리여행 2013. 9. 12. 10:41

지구와 돌멩이

지구와 돌멩이 모든 작용하는 힘에 대해서는 항상 크기는 같고 반대방향으로 작용하는 힘이 있다. 지구의 중력에 의해 낙하하는 물체에 대해서 이 작용력과 반작용력을 생각해 보자. 만약 낙하하는 물체를 끌어당기는 지구의 힘을 작용력이라고 한다면 반작용력은 무엇일까? a) 공기 저항에 의한 힘 b) 낙하하는 물체의 관성에 의한 힘 c) 지표에 도달해서 부딪칠 때의 충격력 d) 낙하하는 물체가 지구를 당기는 힘 e) 이 경우에 반작용력이 없다. 해 답 : 작용과 반작용 정답은d) 낙하하는 물체가 지구를 당기는 힘이다. 간단히 설명해서 물체 B에 작용하는 물체 A를 작용이라고 정하면, 반작용은 물체 A에 작용하는 물체 B다. 지구는 물체를 끌어당기고, 낙하하는 물체도 역시 지구를 끌어당긴다. 둘 중 어느 것을 작용..
재미있는물리/재미있는 물리여행 2013. 9. 12. 10:39

늘어나기

줄의 장력 저울의 눈금은 얼마인가? a) 0 kg b) 10 kg c) 20 kg 해 답 : 늘어나기 답은 b) 10 kg이다. 저울과 추를 매단 끈에는 10kg 장력이 걸린다. 아래와 같은 연속된 그림에서 이것을 알 수 있다. a에서 10kg의 무게가 매달린 저울의 눈금은 분명 10kg이다. b에서는 한 개의 도르래를 이용해 장력의 방향이 바뀌었으나 마찰을 무시할 수 있으면 줄에 걸린 장력의 크기는 변함없이 저울의 눈금 10kg을 가리킨다. c에서는 도르래를 하나 더 이용해 줄의 한 쪽 끝을 벽면 대신 바닥에 고정시킨다. 저울은 역시 변함 없다. 한 쪽에는 10kg의 무게를 연결하고 다른 한 쪽 줄의 끝은 천장이나벽, 바닥 어디에나 고정시켜도 결과는 마찬가지다. 이제 거기다 대신 무게를 가한 것이 그림..
재미있는물리/재미있는 물리여행 2013. 9. 12. 10:37