[re]제가 생각한 답변
- 글쓴이
- 로켓연구가
- 등록일
- 2002-07-22 21:17
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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.
다른 사람들 의견
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로켓연구가
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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.
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진공
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진공에는 아무것도 없습니까? 진공에도 뭔가(입자...) 있다고 들었는데...
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돌팔이
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파리는 물고기가 헤엄치는 것보다 보다 날기위해 무진장 애를 써야겠죠. 이유는 뭐라고 생각하십니까?
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돌팔이
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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...
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돌팔이
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이건 진공일때 파리가 병에 앉았을때는 병의 무게에 합산된다고 가정하는거랑 똑같은 문제같은데...
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돌팔이
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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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