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물리하마

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[물리하마] 속도와 가속도: 운동 표현하기 저번에 다룬 '관성'에 이어서 운동의 기본에 대해 알아보려고 해요. 물리 좀 한다 하는 사람이라면 '물체를 요렇게 건들면 어떻게 움직이는지' 정도는 대답할 수 있어야겠죠? 이런 걸 다루는 분야를 '역학'이라고 해요. 건들면 어떻게 움직이는지에 대해 대답하려면 현재 상태에 대해 표현할 방법이 있어야겠죠? 예를 들면, 하마 지금 몸 상태는? : 키는 150cm, 몸무게는 1.5톤, 혈압은 120/70 이야. 하마 지금 바깥 상태는 어때? : 온도는 14도, 미세먼지 는 54μg/m3, 강수 확률 20%야. 하마 지금 운동 상태는? : 음... 운동 상태를 표현하려면 기본적으로 시간과 위치가 있으면 되는데요, 잠시 후의 위치는 지금 속도에 의해 결정되고, 잠시 후의 속도는 지금 가속도에 의해 결정되니까 속도와..
[물리하마] 관성: 운동의 기본 of 기본, 뉴턴 1법칙, 관성의 법칙 : 똑똑이 하마야, 나 궁금한게 하나 있어. : 뭔데? : 버스안에서 공을 천장으로 던지면 공은 뒷자리에 떨어질까? 그럴것 같지?!! : 아이고, 아직 관성에 대해서 모르는구나. 내가 알려줄게. 달리는 버스 안에서 점프하면 어디에 착지하게 될까요? 점프했던 그 자리? 아니면 약간 뒤? 혹은 달리는 기차에서 문 밖으로 공을 던지면 앞으로 굴러갈까요? 뒤로 굴러갈까요? 관성에 대해 알면 너무나도 쉬운 문제에요. 내가 이제 막 우주를 창조하는 신이 되어 우주의 규칙들을 만든다고 해봅시다. 누가 물체를 건들면 어떻게 운동할건지를 정해야겠죠? 나는 신이니까 뭐든 설정할 수 있어요. 그냥 직선으로 쭉 가게 할 수도, 등속 원운동을 하거나, 뒤뚱뒤뚱 거리고 빙글빙글 돌게 할 수도 있겠죠. 정하기 나름이에요. 하지만 ..
[물리하마] 원자 모형 변천사: 돌턴, 톰슨, 러더퍼드, 보어, 음극선 실험, 알파입자 산란실험 지난 글에서는 원자라는 아이디어가 자리 잡기까지의 과정을 고대 그리스 학자들부터 돌턴까지 훑어봤어요. 이번 글에서는 그 이후의 상황에 대해서 알아볼게요. : 그래 어쨌든 원자라는 건 알겠어. 근데 그게 어떻게 생겼는지는 누가 보고 온 거야? 너무너무 작다며! ‘눈’으로 보고 온 건 아니지만 많은 과학자들이 ‘실험’을 통해 보고 왔어요. 그러면서 그냥 공 모양이었던 원자 모형이 세밀하게 다듬어졌는데요, 그 과정을 따라가볼게요. 돌턴에서 출발하자 지난 글 마지막 부분에서 돌턴이 원자에 대해 정리하여 발표한 내용을 이야기했었죠. 거기부터 다시 출발해보려고 해요. 일단 돌턴의 생각에는 ‘더 이상 분해할 수 없는’ 것이 원자였기 때문에 사실 모형이랄 것도 없어요. 쪼개서 더 나오는게 없으니 복잡한 구조도 필요가 ..
[물리하마] 만물의 근원에 대한 이야기들: 일원론, 4원소설, 원자론, 원소설, 원자론 확립 과정 몸을 누일 거처를 찾고, 배를 불릴 식량을 이제 겨우 확보하게 된 인간에게 드디어 사유의 시간이 생겼습니다. 인간은 어떤 질문을 하고, 어떤 답변을 했을까요? ‘이건 뭐지?’, ‘저건 왜 저렇지?’와 같은 것들이었겠죠? 사실 지금도 그 질문은 계속되고 있고요. 라는 질문에 고대부터 사람들은 여러 가지 답변을 내놓았는데요. 그것이 지금 우리가 아는 것이 되기까지 어떤 말들이 오고 갔는지 살펴보려고 해요. 그 답은 크게 ①고대 그리스와 ②과학 혁명 이후에 집중적으로 쏟아져 나왔는데요, 오늘 이야기도 시기에 따라 이렇게 두 덩어리로 나누어 보려고 해요. ① 고대 그리스 사람들의 대답 만물의 근원은 하나다! ▸대표 인물: 탈레스, 아낙시메네스, 헤라클레이토스, 파르메니데스 그리스의 철학자 파르메니데스는 일원론으..
[물리하마] 세상은 다 무엇으로 이루어져 있나?: 물질의 구성, 원자, 전자, 원자핵 : 물리 공부를 해보기로 했는데, 뭐부터 해야할지 모르겠어. 물리는 온 세상이 어떻게 돌아가는건지 대답해주는거 아니야? 범위가 넓으니까 질문할 것도 너무너무 많아. 우주는 어떻게 시작된거지? 하늘은 왜 파랗고? 세상은 다 뭘로 만들어진거야? 시간은 뭘까? 이건 이렇게 움직이는데 저건 왜 저렇게 움직이지? 자, 사실 이 중 어떤 질문에서 출발해도 좋아요. 서로 얽혀있기 때문에 어디서 출발해도 결국 다 만나게 되거든요. 오늘은 그 시작으로 '세상은 다 뭘로 만들어진거야?'라는 질문이 좋을 것 같네요. : 근데 생각해보니까 질문이 좀 진부하긴 해. 사실 나도 알아. 작은 알갱이(?), 입자(?) 같은걸로 다 만들어진거잖아. 근데 그게 정확히 뭔지는 모르겠어. 이름도 너무 많아. 입자? 분자? 미립자? 전자? ..
[물리하마] 차원이 뭐예요?: 점, 선, 면, 입체, 플랫랜드, 4차원시공 우리는 ‘차원’이라는 말을 아주 많이 쓰고 있지만 여기에서 우리가 말하고자 하는 차원은 조금 차원이 달라요(?). 긴 과학의 여정을 떠나려면 차원의 개념을 잘 지니고 있는 것이 좋습니다. 같이 알아봐요. : 실수? 무한차원? 무슨 말인지 모르겠어.. 데카르트 는 "차원은 한 점의 위치를 정하기 위해 필요한 수치의 개수"라고 했어요. : 하마야, 점 위에서 점을 나타내려면 몇개의 숫자가 필요할까? : 점 위에 있는 점인데 숫자가 따로 필요한가요? : 똑똑한 하마구나, 숫자는 0개 필요한거니 차원의 정의에 따라 이건 0차원이라고 볼 수 있지. : 계속 해보자. 선 위에서 점의 위치를 나타내려면 몇 개의 숫자가 필요할까? : 선 위에 있는거니까 한 개는 있어야겠어요. : 맞았다, 그래서 직선은 1차원으로 볼 ..