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기체에 대한 여러 과학적 접근 기체는 분자 간의 인력이 없는 상태이다. 고체나 액체에 비해 밀도가 낮고 일정한 모양과 부피를 갖지 않는다. 기체 분자들은 서로 멀리 떨어져 있어 액체나 고체처럼 분자 간의 응집력의 영향을 거의 받지 않는다. 그래서 기체 분자의 운동은 자유롭다. 이러한 성질을 가진 기체를 과학자들은 지구 대기나 행성의 대기처럼 기체 양이 매우 큰 경우까지 확장해서 연구하기도 한다. 기체에 대한 과학적 연구들을 살펴보도록 하자. 대기 대기압 기체는 끝없이 팽창할 수 있고 기체 분자들이 서로 충돌했을 때 운동에너지가 감소하지 않는다. 지구 대기처럼 기체의 양이 엄청나게 클 경우에만 만유인력에 의해 제한을 받는다. 공기 분자들은 태양에너지를 받아서 움직이지만 지구의 중력 때문에 지구 주위에 대기층이 형성된다. 지상에서 높이 .. 2022. 7. 23.
중력의 이해 둥근 공 모양의 지구 위에서 떨어지지 않고 살고 있는 우리가 일상생활에서 많이 접하는 것이 중력 이란 개념이다. 중력은 질량을 가진 두 물체 사이에 작용하는 힘이고, 질량을 가진 모든 물체 사이에 작용하는 만유인력이다. 지구가 물체를 끌어당기는 힘을 지구의 중력이라고 한다. 좀 더 정확하게는 지구가 물체 를 끌어 당기는 힘은 지구와 물체 사이에 작용하는 만유인력과 지구의 자전에 따른 물체가 받는 원심력을 합한 합력이다. 자전의 영향을 무시할 수 있는 상황에서는 중력과 만유인력은 같은 의미로 쓴다. 중력에 대해 알아보자. 수천 년 동안 사람들은 지구가 우주의 중심이라고 생각했으며 별들은 회전하는 거대한 결정구 표면에 고정 되어 있다고 생각했다. 16세기 코페르니쿠스는 행성들이 지구 주위를 도는 것이 아니라.. 2022. 7. 14.
위성운동 위성은 큰 천체 주위를 회전하는 물체 또는 작은 천체를 가리킨다. 유인 우주선이 대기권 밖에서 지구궤도를 돈다는 것. 통신위성이 지구궤도를 돌면서 세계 곳곳의 뉴스를 텔레비전으로 볼 수있는 것 뿐만 아니라 만유인력과, 달, 행성과 위성, 이것들은 모두 위성 운동과 관계되어 있다.위성 운동에 대해 알아보자. 위성 운동에 대한 연구의 출발은 아마도 1665년 영국 울스도르프 농장에서 떨어지는 사과를 보고 만유인력을 생각하게된 뉴턴으로부터가 아닐까? 뉴턴은 떨어지는 사과를 통해 사과를 끌어 당기는 지구의 인력을 달까지 확장하였다. 달이 직선운동을 하지 않고 지구 주위를 회전한다는 사실에 대해서 뉴턴은 갈릴레오가 확립한 관성의 개념 (즉 외력이 없으면 운동하는 물체는 일정한 속력으로 직선 운동을 계속한다)을 적.. 2022. 7. 12.
에너지 우리가 살고 있는 우주를 아주 단순화시켜보면 우주는 물질과 에너지가 결합된 것이다. 물질은 실체이고 에너지는 실체를 움직이게 하는 것이다. 물질에 비해 에너지는 추상적 개념이다. 에너지는 보고 냄새 맡고 느낄 수 없는 것이라 어렵게 생각된다. 사람이나 물체 는 에너지를 가지고 있지만 에너지의 형태가 전환될 때에만 에너지를 관측할 수 있다. 태양은 전자기파로 지구에 에너지를 전달하지만 우리가 느끼는 것은 열의 형태로 전환된 에너지이다. 에너지에 대해 알아보기로 한다. 일 에너지와 일은 밀접한 관계가 있다. 일을 할 수 있도록 하는 그 무엇인가가 바로 에너지 인 것이다. 일반적으로 작용하는 힘이 일정하고 힘의 방향으로 직선운동을 할 때 물체에 하여진 일을 힘과 물체가 움직인 거리의 곱으로 정의한다. 즉 일 .. 2022. 7. 10.
운동량의 이해 운동량은 움직이는 물체와 관계되는데 관성의 개념과 운동을 연결시키면 운동량을 다뤄볼 수 있다. 운동량에 대해 알아보자. 운동량은 운동 상태 에서의 관성을 의미한다. 작은 자동차와 큰 트럭이 같은 속력으로 달릴 때 큰 트럭을 정지시키기가 더 힘들다. 왜냐하면 트럭이 자동차보다 운동량이 크기 때문이다. 구체적으로 운동량= 질량 x 속도로 정의된다. 정의에 의해 운동하는 물체는 속도나 질량 중 어느 하나가 혹은 양쪽이 다 크면 물체의 운동량은 커진다. 같은 속도로 달리는 자동차와 트럭 중 트럭이 더 큰 운동량을 갖는 이유는 질량이 크기 때문 이다. 물체의 질량이나 속도가 변하면 운동량의 변화가 생긴다. 무엇이 가속도를 만들어 낼까? 그것은 힘이다. 물체에 작용하는 힘이 클수록 속도 변화가 커지고 그 결과 운동.. 2022. 7. 8.
뉴턴의 운동법칙 만유인력으로 우리에게 잘 알려진 아이작 뉴턴은 1643년 영국에서 태어났다. 23세가 되던 해 사과가 땅에 떨어지는 것을 관찰하고 지구의 중력을 깨달은 것으로 알려졌다. 뉴턴은 과거 2천년간 사람들의 생각을 지배해온 아리스토텔레스의 사고방식을 깨뜨려버리는 운동 법칙들을 공식화 하였다.뉴턴은 일생동안 중요한 세 가지의 운동법칙을 연구하고 발표했다. 뉴턴의 운동법칙들에 대해서 알아보도록 하자. 뉴턴의 제1법칙 운동하는 물체는 물체에 작용하는 힘이 있어야 한다는 아리스토텔레스의 생각을 뒤엎은 사람은 갈릴레오였다. 갈릴레오는 외력이 작용하지 않는한 운동하는 물체는 계속 운동을 할 것이라고 설명했는데 갈릴레오는 운동의 변화에 저항하려는 것을 관성이라고 불렀다. 갈릴레오는 뉴턴에 학문적 영향을 끼친 인물이다. 뉴턴.. 2022. 7. 5.
선형운동 선형 운동은 모든 운동의 가장 기본이다.직선운동 이라고도 하는 선형 운동은 두 가지 유형이 있다. 일정한 속도 또는 가속도가 0인 등속 운동 ,가변속도 또는 0이 아닌 가속도를 갖는 가속운동이 그것이다. 너무 딱딱한 물리, 수학적 개념은 가급적배제하고 선형운동에 대해 이야기해보자. 최초로 운동을 연구한 아리스토텔레스 최초로 운동을 연구한 사람은 아마도 고대 그리스의 철학자이자 과학자인 아리스토텔레스가 아닐까 한다.아리스토텔레스는 운동을 자연적인 운동과 강제적인 운동으로 분류함으로써 운동에 대한 명백한 설명을시도하였다. 자연적인 운동은 물체의 본성에서 출발한다. 우주의 모든 물체는 본성에 의해 결정되는 적절한 장소에 있게 되는데 만약 어떤 물체가 적절한 장소에 있지 않으면 그 장소에 도달하고자 할 것 이라.. 2022. 7. 3.
핵분열과 핵융합 핵분열과 핵융합은 서로 반대되는 과정이지만 두 과정에서 에너지가 방출되고 이것을 이용하는 발전기술이 각각 존재한다. 이 두 개념을 오용해 우리가 사용하고 있는 원자력발전소의 운영기술 정도로 잘못 인식하는 사람들이 의외로 많다. 이 글에서는 서로 다른 두 개념에 대해 알아보기로 한다. 핵분열 독일의 과학자 오토 한과 프리츠 슈트라스만은 우라늄에 중성자를 충돌시켜 더 무거운 원소를 만들려는 실험과정에서 우연히 세계사를 바꿀 발견을 한다. 바로 핵분열이다. 이때 리제 마이트너는 우라늄이 중성자와 핵반응으로 반으로 쪼개진다는 의미를 최초로 올바르게 파악했고 생물체에서 일어나는 핵의 분열에서 이름을 따와서 이 과정을 분열로 명명했다.핵 내부의 핵의 인력 즉 핵력과 전하들의 전기적인 척력 즉 전기력은 서로 균형을 .. 2022. 7. 3.
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