반응형 과학64 얼음에 소금을 넣으면 온도가 내려가는 이유 0도 얼음에 소금을 넣으면 최대 영하 21도까지 내려간다. 얼음에 소금을 넣지 않는다면 얼음은 녹을 때 얼음 주위의 열을 빼앗아서 얼음이 녹고 물이 된다. 이와 함께 물은 열을 방출하며 다시 얼음이 된다. 즉, 0도일 때는 얼음이 물이 되는 과정과 물이 얼음이 되는 과정을 동일하게 반복하며 전체 열의 총합은 영 이다. 하지만, 얼음에 소금을 넣으면 얼음은 주위 열을 빼앗아 물이 되지만 소금과 섞여 소금물이 된다. 소금물은 어느 점이 순수한 물보다 낮기 때문에 소금물은 다시 얼음이 되지 못한다. 따라서, 얼음은 계속해서 주위의 열은 빼앗아 녹지만 소금물은 얼지 못하기 때문에 얼음이 빼앗은 만큼의 열을 방출하지 못한다. 즉, 소금을 넣은 얼음은 계속해서 열을 빼앗고 온도가 0도 이하로 내려가게 된다. 물질이.. 2018. 7. 26. 초전도체 부상 원리 초도전체를 영구자석 위에 올리면 공중으로 부상 된다. 초전도체가 공중으로 부상하는 이유는 초전도체에 유도되는 에디 전류 때문이다. 초전도체는 저항이 0이기 때문에 무한대의 에디 전류가 흐를 수 있고 이러한 에디 전류에 의해 초전도체를 부상 시키는 반발 자기력을 발생 시킨다. 렌츠의 법칙에 의해 자기장의 변화를 방해하는 방향으로 에디 전류가 흐르기 때문에 초전도체는 현재 위치를 유지하려는 힘을 받는다. 렌츠의 법칙에 의해 초전도체는 현재 위치를 유지하려는 특성을 가지기 때문에 다음 그림과 같이 초전도체를 영구자석 밑에 두어도 그 위치를 유지하며 바닥으로 떨어지지 않는다. 2018. 6. 24. 푸코의 진자 위의 그림과 같이 A와 B 사이로 흔들리는 진자가 있을 때 위에서 본 모습은 다음 그림과 같다. 하지만, 실제로 진자를 실험하면 위와 같이 움직이지 않고, 다음 그림과 같이 처음에는 A-B 사이를 움직이지만 시간이 지남에 따라 서서히 A1-B1과 A2-B2로 움직이며 회전하게 된다. 진자의 진동 방향이 회전하는 이유는 지구의 자전으로 코리올리 힘을 받기 때문이다. 북반구에서는 시계 방향으로 회전하고 남반구에서는 시계 반대 방향으로 회전한다. 이와 같이 진동 방향이 회전하는 진자를 푸코의 진자라고 한다. 푸코의 진자는 1851년 레옹 푸코에 의해 만들어 졌으며 푸코의 진자는 지구의 자전을 최초로 증명한 실험이다. 푸코 이전에도 지구가 자전한다고 믿고 있었지만 명확한 증거를 찾지는 못하고 있었다. 2018. 6. 8. 물에서 받는 압력 위의 그림과 같이 액체가 담긴 통에서 깊이 h의 압력은 다음 식과 같다. 여기서, ρ는 액체의 밀도 [kg/m3] g는 중력 가속도 h는 깊이 p는 압력 [Pa], [N/m2] 물 속 10m의 압력은 다음과 같다. p = 1000 x 9.80665 x 10 = 98066.5 Pa = 0.9678 atm (기압) 즉, 물 10m에서 받는 압력은 0.9678 기압이고, 실제 받는 압력은 공기의 1기압과 합쳐진 압력을 받는다. 물 속에서 압력은 10.332m 마다 1 기압 씩 증가한다. 2018. 6. 7. 볼 베어링 모터의 원리 볼 베어링 모터 (Ball Bearing Motor)는 다음 그림과 같은 구성에서 AC 또는 DC 전원을 인가하면 축이 회전하는 모터이다. 처음에는 축이 회전하지 않지만 어떤 방향으로 한 번 힘을 주면 그 방향으로 계속 회전한다. 볼 베어링 모터는 1967년 처음 발명 되었고 볼 베어링 모터가 회전하는 원리에 대해서는 몇 가지 이론이 있다. 어떤 이는 볼 베어링의 볼에 전류가 흐를 때 볼이 팽창하면서 회전한다는 이론이 있고 볼과 축 사이의 전자기 현상에 의해 회전한다는 이론이 있다. 현재는 전자기 현상에 의해 회전한다는 이론이 가장 설득력 있다. 볼 베어링 모터는 효율이 매우 낮기 때문에 실용성이 전혀 없고 단지 재미있는 과학 실험적인 측면이 많다. 그래서, 오래전에 발견되었지만 이것에 대한 진지한 연구.. 2018. 5. 5. 카메라 가장자리의 초점이 맞지 않는 이유 일반적으로 물리 교과서에서 배우는 카메라 렌즈의 구조는 다음 그림과 같다. 교과서에서는 이미지 모든 영역에서 초점이 맞는다고 설명하지만 실제로는 이미지 센서의 중앙은 정확하게 초점이 맞지만 이미지 센서의 중앙에서 벗어날 수록 초점이 조금씩 맞지 않게 된다. 이미지 모든 영역에서 초점이 정확하게 맞기 위해서는 다음 그림과 같이 이미지 센서가 곡선으로 되어 있어야 하고 이 곡선을 Petzval Field Curvature라고 한다. 정밀한 관측이 필요한 케플러 우주 망원경과 같은 카메라에는 Petzval Field Curvature가 적용된 이미지 센서를 사용한다. 2018. 4. 21. 마그누스 효과 (Magnus Effect) 란? 마그누스 효과 (Magnus Effect)는 다음 그림과 같이 회전하는 물체에 유체가 흐르면 물체가 힘을 받는 효과이다. 위의 그림에서 회전하는 물체의 윗쪽은 유체 흐름과 같은 방향으로 회전하기 때문에 유체의 속도가 빨라지고 그에 따라 압력이 낮아지며, 물체의 아래쪽은 유체 흐름과 반대 방향이기 때문에 유체 속도가 느려지고 그에 따라 압력이 높아진다. 이러한 위와 아래의 압력차에 의해 위로 향하는 힘을 받게 된다. 마그너스 효과는 야구의 커브볼의 원리이고 Rotor Ship 등에 이용되기도 한다. 2018. 4. 18. 자석이 원통에서 천천히 떨어지는 원리 다음 그림과 같은 금속 원통에 자석을 떨어뜨리면 자석이 천천히 떨어진다. 천천히 떨어지는 원리는 에디 전류 때문이다. 자석이 떨어지면 다음 그림과 같이 원통 주위에 에디 전류가 흐르고 에디 전류에 의해 위로 향하는 자기장이 형성된다. 에디 전류에 의한 자기장과 자석이 서로 반발하여 자석의 낙하 속도를 감소시킨다. 다음 그림과 같이 평판 도체에 자석이 떨어질 때도 에디 전류에 의해 자석이 천천히 떨어진다. 2018. 4. 17. If and only if 의 뜻 If and only if를 줄여서 iff 라고도 한다. If and only if 는 공대 교과서에서 많이 나온다. B if A'만약 A가 참이라면 B도 참이다'는 뜻이다.B가 참이라면 A는 참이 될 수도 있고 거짓이 될 수도 있다.A → B A only if B위의 B if A와 같은 뜻이다.A → B A if and only if B'만약 A가 참이라면 B도 참이고 또한 만약 B가 참이라면 A도 참이다'는 뜻이다.A와 B가 동일하다는 뜻이다. A와 B는 동치라고도 하고 A는 B의 필요충분 조건이라고도 한다.A ↔ B only if 라는 뜻을 생각하면 매우 헷갈리고, A → B와 A ↔ B 같은 기호로 변환하는 것이 더 쉽다. 2018. 4. 15. 이전 1 2 3 4 ··· 8 다음 반응형
