유튜브물리

우주에서 젖은 수건을 짜면 과연 어떻게 되나요?"<

관리자 — Wed, 24 Apr 2013 15:49:59 +0900

"우주에서 젖은 수건을 짜면 과연 어떻게 되나요?"

캐나다 우주청은 한 고교생의 엉뚱한 호기심을 풀어주기 위해 국제우주정거장에서 직접 실험한 영상을 지난 15일 동영상 사이트 유튜브를 통해 공개했다.

일단 무중력 상태인 우주에서는 젖은 수건 자체를 만드는 것도 쉽지 않다. 영상 속 우주비행사는 압축 포장된 수건을 꺼내 물에 적시는 모습을 보여줬다. 팩에 담긴 물을 마치 젤리를 짜듯 짜내서 수건에 적셨다.

그 다음 완전히 젖은 수건을 짜내자 물이 빠져나가지 못하고 마치 젤리처럼 수건 주위에 그대로 머물러 있다. 수건을 계속 짜도 물은 완전히 빠져나오지 못하고 표면 장력에 의해 손으로 옮겨 붙거나 혹은 수건으로 다시 흡수된다.

즉 우주공간에서는 젖은 수건을 짜기가 매우 어렵다는 결론이다. 이 동영상은 선보인지 일주일만에 조회수가 500만을 돌파하며 높은 관심을 불러일으켰다.

태양계의 실제 움직임

관리자 — Tue, 01 Jan 2013 10:32:05 +0900

태양은 은하의 중심에 있지 않습니다.

태양은 대략 780,000km/h 의 속도로 은하계 중심을 공전합니다.

첫번째 영상에서 70,000km/h라고 나온건 오타인 듯 합니다. (217×60초×60분=781,200km/h)

태양의 공전속도는 초속 217km입니다.

지구와 달의 거리가 38만km입니다. 한 시간만에 달을 왕복하는 속도로 공전하는 셈입니다. 대단히 빠르죠?

지구의 자전속도 =1,666km/h, 지구의 태양 공전속도 =116,780km/h, 지구의 은하 공전속도 = 781,200km/h

지구의 움직임만 본다면 자전속도보다 공전속도가 약 79배 빠르고, 태양공전속도보다 은하공전속도가 약 7배 정도 빠릅니다.

초콜렛으로 빛의 속도 측정하기

관리자 — Fri, 02 Nov 2012 10:12:44 +0900

우선 측정에 필요한 또 하나의 도구인 전자레인지의 원리부터 이해해 봅시다.
전자레인지 많이 사용하시죠? 이젠 주방의 필수 아이템이자 만능 요리사.^^

전자레인지는 전자기파를 이용해서 대부분의 음식에 들어있는 물분자를 회전시켜
그때 발생하는 충돌 에너지로 음식을 데우는 원리입니다.

물분자들은 평소에는 그림 (a)와 같이 무질서하게 배열되어 있습니다.
그러나 여기에 전기장을 걸어주면 그림 (b)와 같이 양전하를 띤 부분은 음극을 향하고,
음전하를 띤 부분은 양극을 향해 정렬하게 되죠.
이때 전기장의 방향이 바뀌면 앞서 정렬돼 있던 물분자들은 전기장의 방향에 따라 회전하여 재정렬하게 됩니다.

이것은 나침판 주위에 자석을 가까이 가져가면 나침판의 바늘이 회전하는 것과 같은 이치입니다.
자석을 나침반 가까운 곳에 대고 뱅글뱅글 자석을 돌리면 나침반도 따라서 돌죠?
나침판에서는 자기력이 바늘을 회전하도록 만들고 음식물에서는 전기력이 물분자들을 회전하도록 만드는 것이죠.

사랑하는 사람을 일편단심으로 쳐다보고 있는 사람의 마음도 마찬가지겠죠? ^^

이처럼 물분자들이 재정렬하는 과정에서 분자간의 충돌이 일어나며 음식물은 가열됩니다.
사람이 꽉찬 지하철에서 가방을 맨 제가 계속해서 돈다고 생각해보세요.
옆에 있는 사람들 무지하게 짜증내겠죠? ^^

저자레인지는 빠른 속도로 전기장의 방향을 바꾸기 위해
1초에 무려 24억5천만번(진동수, 2,450 MHz)이나 전기장의 방향이 바뀌는 전자기파를 이용하여 식품을 가열하므로
빠른 시간에 음식을 가열할 수 있는 것이죠.

그리고 전자레인지는 그러한 전자기파(마이크로파)의 파장이 벽면 사이의 거리와 딱 맞게 사이즈(길이)가 디자인되므로
파동의 높은곳과 낮은 곳이 정확히 일치하게 되고, 그러한 파장이 물질과 만나는 지점(Hot Spot)이 존재하게 됩니다.

그러므로 전자레인지의 회전판을 제거하고 그 위에 고정된 상태로 초컬릿을 올리면
(그래야 골고루 가열되는 것이 아니라 특정 부위만 계속 가열되겠죠?) 위에서 언급한 Hot Spot 부분이 먼저 녹기 시작하고,
그 길이를 재면 진동수와 파장과의 관계를 통해 빛의 속도를 결정할 수 있습니다.
(진동수와 파장을 곱하면 빛의 속도가 됩니다.)

시간은 20초 정도가 적당하다고 하네요. 너무 길면 초컬릿이 터지는 경우가 발생할 수 있답니다.

이렇게 말이죠.

이 사람들이 했던 실험 결과 6cm의 길이가 나왔고, 이는 반파장에 해당되므로 전체 파장을 12cm로 놓고,
거기에 전자레인지의 진동수 2,450,000,000 MHz을 곱하면

빛의 속도는 2 * 6 * 2,450,000,000 = 294,000,000,000 (cm/s) = 294,000,000 (m/s) 라는 결과를 얻을 수 있는데,
이는 실제로 알려진 빛의 속도인 299,792,458 (m/s)에 상당히 근접한 값임을 알 수 있습니다.

** 아래는 위와 관련된 실험 동영상입니다.**

주의할 점은 전자레인지의 바닥에 있는 회전판을 떼어내고 실험을 해야 한다는 점입니다. 그래야 특정 부분에 파장이 집중되어 초콜렛을 녹일 수 있기 때문입니다.

powers of ten

관리자 — Tue, 04 Sep 2012 15:52:46 +0900

1977년 IBM에서 제작한 자료.

공원에 누워있는 한 남자를 중심으로 10배씩 멀어지거나 가까이 확대하거나 하며 우주부터 쿼크의 세계까지 가보는 영상입니다.

공중에 떠 있는 물방울..

관리자 — Tue, 19 Jun 2012 20:02:25 +0900

공중에 떠 있는 물방울..

스트로보스코프를 이용하여 떨어지는 물방울을 정지해 있는 것처럼 보이게 한 것입니다.

스트로보스코프의 진동수를 조절하면 떨어지는 물방울을 위로 올라가는 것처럼 보이게 할 수도 있습니다.

일종의 착시현상이죠.. 자동차 바퀴가 거꾸로 돌아가는 것과 같은...

* 스트로보스코프 : 주기적으로 깜박이는 빛을 쬠으로써 급속히 회전(또는 진동)하는 물체를 정지했을 때와 같은 상태로 관측하는 장치.

물 위에 떠 있는 물방울

관리자 — Thu, 24 May 2012 19:33:01 +0900

물 위에 떠 있는 물방울에 대한 영상입니다.

물 위에 물방울이 떠 있을 수 있는 이유는 물과 물방울 사이에 공기층이 존재하기 때문입니다. 공기층의 공기가 빠져나가기 전까지 그 모양을 유지할 수 있게 됩니다.

이 신기한 현상을 이용하여 본교(부광고) 1학년 학생과 과학전람회에 참가하였고 전국 특상을 수상할 수 있었습니다. 이해를 돕기 위해 전람회 설명서 중 일부를 인용하겠습니다.

우리는 이 연구를 진행하면서 동일 액체가 바로 섞이지 않는 이유와 이를 설명할 수 있는 이론을 찾는 데 매우 어려움을 겪었다. 그러던 중 액체방울(droplet)과 액체표면 사이에 얇은 공기층이 존재한다고 가정하였다. 그리고 이를 확인하기 위해 액체방울의 낙하높이를 0으로(거의 접촉시켜)하여 실시해보니 바로 섞이는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 낙하높이를 조절하면서 액체방울이 모양을 유지하는 시간(life-time)이 달라지는 것을 보고 공기층의 존재를 확신할 수 있었다.

(가) (나) (다)
이 공기층의 두께는 매우 얇지만 표면장력과 부력이 작용하여 작은 droplet을 띄울 수 있다는 것이다. 시간이 지나면서 공기층의 두께가 얇아지기 시작하고, 반데르발스 힘(van der Waals)이 크게 작용하게 되면 결국 섞이게 되는 것이다. 아래는 위의 내용을 그림으로 설명한 것이다

(가)와 같이 액체표면 위로 낙하한 droplet이 (나)에서와 같이 공기층을 사이에 두고 액체표면 위에 떠 있게 된다. 이 때 압축된 공기에 의한 부력 FB, 공기층 표면의 왜곡에 의한 FS , 중력 FW이 평형을 이루게 된다. 일정 시간이 흐른 후 공기가 빠져 나가게 되면 (다)와 같이 두 물질이 섞이게 된다.

병(bottle) 사라지게 하기

관리자 — Sat, 27 Aug 2011 18:59:50 +0900

* 병 사라지게 하기*

유리컵의 글리세린과 병속의 글리세린의 굴절률이 같기 때문에 사라지는 것 처럼 보입니다. 마치 이것은 물 속에 물을 넣었을 때 물이 보이지 않는 것과 같은 원리이지요.

무게중심 잡기(자-망치set, 콜라병-판자set) 모음

관리자 — Sat, 27 Aug 2011 18:36:40 +0900

* 자와 망치의 무게중심을 이용한 동영상입니다*

* pet병과 구멍뚤린 판자를 이용한 무게중심 동영상입니다 *

Top 10 quirky science tricks for parties

관리자 — Fri, 26 Aug 2011 16:27:22 +0900

* Top 10 quirky science tricks for parties*

제목 그래로 입니다. 한 번 보시면서 즐겨 보세요

빛의 분산(spectrum)

관리자 — Fri, 26 Aug 2011 16:11:10 +0900

* 빛의 분산(spectrum)*

무지개의 원리
우리가 맑은 하늘에 무지개를 볼 수 있는 이유는 바로 빛의 분산 때문이다. 이는 비가 온 뒤에 햇빛이 공기 중의 작은 물방울을 통과할 때 빛이 분산되어 여러 가지 색으로 나뉘어 보이게 되는 것과 같은 원리이다.

프리즘에서 빛의 분산
빛이 프리즘을 통과할 때도 여러 가지 단색광(시각적으로 일정한 단일 색감을 일으키는 빛)으로 분산되는 것을 볼 수 있는데, 이는 빛의 색에 따라 그 굴절 정도가 다르기 때문이다. (빛의 색을 결정하는 것은 빛의 파장이다.)

분광기
여러 가지 색의 빛이 합성된 백색광을 다시 분산할 수도 있는데, 백색광이 프리즘을 통해 분산될 때, 나누어진 색의 띠를 스펙트럼이라 하고, 빛의 스펙트럼을 계측하는 기기를 통틀어 분광기라 한다.

[출처] 빛의 분산 | 네이버 백과사전

빛의 전반사 현상

관리자 — Fri, 26 Aug 2011 11:05:56 +0900

* 빛의 전반사 현상 *

. 빛이 광학적으로 밀한 매질(굴절률이 큰 물질)에서 소한 매질(굴절률이 작은 물질)로 입사할 때, 입사각이 특정 각도 이상이면 그 경계면에서 빛이 전부 반사되어 버리고 굴절광선은 존재하지 않는다. 이것이 전반사이며, 전반사가 일어날 수 있는 입사각의 최소값을 임계각이라 한다.

예를 들면, 빛이 유리에서 공기로 나아갈 때의 임계각은 42°이고, 입사각이 이보다 크면 빛이 모두 유리 내면으로 반사되어 공기 쪽으로는 나가지 않는다. 전반사프리즘은 이러한 성질을 이용한 것이다. 또 다른 예로 굴절률이 큰 유리섬유를 굴절률이 작은 유리층으로 덮어 만든 광섬유가 있다. 광섬유 안쪽 유리로 입사한 빛은 전반사를 거듭하므로 광섬유가 구부러져 있어도 손실없이 멀리까지 에너지를 전달할 수 있다. 의학부문에서 사용하는 파이버스코프는 이를 이용해 내시경 등을 한다.

[출처] 전반사 [全反射, total reflection ] | 네이버 백과사전

마찰전기로 물 끌어당기기

관리자 — Thu, 16 Dec 2010 15:20:06 +0900

* 마찰전기로 물 끌어당기기

마찰된 풍선이 떨어지는 물을 끌어당기고 있네요....

지구에서 무중력상태 경험하기

관리자 — Thu, 16 Dec 2010 14:13:09 +0900

* 무중력상태 경험하기

비행기가 아래로 수직낙하 하거나 포물선으로 떨어지면 무중력상태를 경험하게 됩니다. 마치 자이로드롭이나 바이킹을 탔을 엉덩이가 떠 오르듯이...

질량과 관성

관리자 — Tue, 07 Dec 2010 08:44:40 +0900

* 질량과 관성

관성은 질량이 클수록 커집니다. 위의 물병 중에서 물이 가장 많이 들어 있는 것이 관성이 제일 크며, 비어있는 물병이 가장 관성이 작습니다. 관성이 제일 작은 물병이 쉽게 넘어지네요. .

포크의 무게중심 - dragon_fork

관리자 — Mon, 06 Dec 2010 11:56:48 +0900

* 무게중심

포크의 무게중심을 잘 맞추어 만든 작품입니다. 받침점 아래에 무게 중심이 있어서 안정하게 회전할 수 있습니다. .