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[re]제가 생각한 답변

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로켓연구가 작성일2002-07-22 21:17

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우선 답을 말씀드리겠습니다.

 1. 날고 있는 비행기는 지구의 무게에 포함됩니다.
 
 2. 인공위성은 포함되지 않습니다.
 
 3. 병속에 들어가 있는 파리의 경우는 바닥에 앉아있건 날아다니건간에
    그 무게가 병의 무게와 합산이 됩니다.
 
 4. 어항속에 들어가 있는 물고기의 경우도 마찬가지로  바닥에
    있든 중간에 헤엄치든 간에 그 무게가 어항의 무게가 합산이 됩니다.

 
 저는 위 문제들을 아르키메데스의 부력의 법칙에 의해 풀어보았습니다.

  1. 유체(!)내에 잠긴 물체는 물체가 배제하는 유체의 무게와 동일한 수직 부력을 받는다.
  2. 떠있는 물체는 물체의 무게만큼의 유체를 배제한다.
 
  즉 다시 말해 유체 내에 잠긴 물체는 그 물체의 무게만큼을 유체에 전달한다고
생각하면 간단하다고 생각합니다.

  그래서 1-2번의 경우는 대기권내에서 공기라는 유체에 잠겨있는 비행기의 경우엔
그 무게를 전달하고, 성층권 이상에서 움직이는 인공위성은 공기라는 유체의 바깥에서
 돌고 있으니 그 무게를 전달하지 않습니다.
 
 (지구를 공기가 채워져 있는 球형의 어항이라고 상상하시면 간단합니다. 가운데 지구가
 있고 그 주위를 얇은 층의 공기라는 유체가 덥고 있는 형상입니다.)
 
 그리고 병속의 파리 문제는, 우선 병뚜껑을 닫아 놓아서 주위의 시스템과 분리
했다고 생각하고, 시스템 내에서의 유체 (공기) 내에선 어느 위치에 있건 간에
그 무게를 유체에 전달한다고 생각했습니다.

 어항의 경우는 간단하지요.

 제가 여기서 문제를 냈던 포인트는, 질량과 무게를 어떻게 구별하느냐.
무게와 힘과 같은 차원인 것인 점이 확실히 해 두고 있는지 여부 그리고
공기와 물을 비교했을 때 둘다 유체인 것을 확실히 하고 있는 지 여부를
확인하고 싶었습니다. 결국 우리의 몸도 공기 속에서 부력을 받고 있는
것을 재확인하고 싶었습니다.

 그리고 답변해주신 여러분 감사드립니다. 특히 소요유님과 과학도님께 감사합니다.

댓글 6

로켓연구가님의 댓글

로켓연구가

  아 만약에 진공의 병속에 파리를 놓았다고 했을 때 (진공 속에서 파리가 날아다닐 수 있다고 가정한다면,) 이 경우엔 파리의 위치에 따라서 병의 무게에 합산이 되기도 하고 안되기도 하겠지요.

진공님의 댓글

진공

  진공에는 아무것도 없습니까? 진공에도 뭔가(입자...) 있다고 들었는데...

돌팔이님의 댓글

돌팔이

  파리는 물고기가 헤엄치는 것보다 보다 날기위해 무진장 애를 써야겠죠. 이유는 뭐라고 생각하십니까? 

돌팔이님의 댓글

돌팔이

  공기를 유체로 생각하는 건 온당하신 말씀인데... 부력으로 생각하시는건 문제가 있네요. 부력은 갖힌공간이고 물은 수축하기에 불가능할 정도로 안정된 배열분자를 갖고 있지만 기체는 아니잖아요. 1000(?-6)배 정도 압축 시킬 수도 있고...

돌팔이님의 댓글

돌팔이

  이건 진공일때 파리가 병에 앉았을때는 병의 무게에 합산된다고 가정하는거랑 똑같은 문제같은데...

돌팔이님의 댓글

돌팔이

  병을 컵으로 바꾸시고 생각하시면 이해하기가 쉬울텐데...흠...공기는 초기 무게값에 포함되어 있거나 무시될테니까... 님들이 무게저울 눈금을 0으로 맞춰주는 이유가 뭐라고생각하시나요?  이상하다 내가 뭘 잘못생각하고 있나?  음..컵을 거꾸로 세우고 파리가  날고 있다고 생각해 봅시다. 또, 컵을 바르게 놓고 생각해보세요.(이 때도 파리는 날고있음) 변화가 있을 것같나요? 이게 힐버트의 공간기하로 생각해 볼 수도있네요. 문제는 파리가 앉았을때랑 떠있을때라고 생각합니다. 떠 있다면 컵을 치우나 나두나 공기중에 있는 것이고 앉았다면 컵의 무게에 포함되겠죠. 이건 질량이아닌 무게 문제였으므로...흠...?

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