관성의 법칙
관성의 법칙은 뉴턴의 1법칙 (“물체에 힘이 작용하지 않으면 물체는 정지해있거나 등속직선운동을 한다”)이다. 관성의 법칙은 뉴턴에 의해서 정리되었지만 실제적으로 갈릴레오가 가장 먼저 생각을 했다. 갈릴레이 이전의 과학자들은 물체에 힘이 작용하지 않으면 정지한다고 생각을 했다. 왜냐하면, 실제로 우리 경험상으로 정지한다는 것은 분명하니까 이것에 대해서 의심하지 않았다.
만일에 마찰이 없다면 물체는 어떻게 움직일까 가정을 했다. 지면과의 마찰을 줄일 수록 물체는 멀리 움직였고, 거의 등속으로 움직임을 실험으로 확인을 할 수 있었다. 관성의 법칙은 물체에 힘의 작용하지 않는다면 어떻게 움직일 것인가에 대한 중요한 정리 중에 하나이다.
등속원운동의 경우에도 일정한 속력으로 움직이지만 계속해서 방향이 바뀌므로 원운동하는 물체에 힘이 작용하지 않는다면 어느 방향으로 운동할 것인가에 대해서 예상을 할 수 있게된다. 구심력이 작용하지 않는 그 순간부터 그 물체는 접선방향으로 등속직선운동을 하게 됨을 관성의 법칙에 의해서 예상할 수 있게된다.
* 기록
미래 시간여행자들에게 보내는 쪽지
최초이자 유일무이한(당연히 한번만 있으면 되기 때문) 시간여행자 컨벤션이 2005년 5월 7일 오후 10시(동부섬머타임)에 매사추세츠주 공과 대학 (북위 42:21:36.025도, 서경71:05:16.332도, 앞으로 2000년 후에는 보스톤, MIT라는 이름이 사라질지 모르는 경우에 대비하여 위도경도 좌표가 제공됨)에서 열렸다.
컨벤션 관계자의 말에 따르면 "안타깝게도, 시간여행자들이 방문한 시간이 정확히 언제인지는 모른다. 하지만 멋진 강연들과 즐거운 음악밴드 그리고 드로레안(DeLorean:아일랜드에서 만들어진 미국 차)까지 있었다."라고.
현재 작동하는 타임머신을 가진 분이 있다면 거기에 잠깐 들러서 안부 인사라도 하고 가시길 바란다.
그리고 주최 측에 어느 시대로부터 왔는지도 잊지 말고 꼭 말해주시길. 아주 신나는 모임이었다고 한다. 자세한 내용은 www. mit.edu.adorai/timetraveler에서 확인할 수 있다.
* 생활과학
보온병에 구멍이 생기면
보온병은 안쪽 용기를 유리로 만든 병이다. 이 병과 바깥측의 용기사이에는 공기가 제로에 가까운 거의 진공 상태의 공간이 있다. 진공상태에서는 열이 거의 전달되지 못한다.
열이 전달되는 방법으로 전도, 대류, 복사 세가지가 있다. 전도란 가까이 있는 분자끼리 서로 순서대로 열에너지를 전달하는 방법이다. ‘진공’이란 분자가 존재하지 않는 공간이므로 가까이 있는 분자가 없어서 결국 전달은 일어나지 않는다. ‘대류’는 분자가 직접 이동하여 열을 전달하는데 보온병은 외부와 철저하게 차단되어 있으므로 전달은 일어나지 않는다. 끓는 주전자 바닥에서 솟아올라오는 수증기 방울이 그런 역할을 한다.
그래서 진공과 은도금의 공동작업에 의해 만일 뜨거운 것이 들어 있으면 안쪽의 용기에서 열의 발산을 막고, 차가운 무엇이 들어있으면 밖에서 안쪽으로 열이 전달되는 것을 막아주는 것이다.
그렇다면 진공 보온병에 구멍이 생기면 어떻게 될까? 보편적으로 단열을 이야기 할 때 열전도율을 이야기하면 될 것 같다. 열전도율이 높다는 것은 단열이 잘 되지 않는다는 것이다. 진공에서의 열전도율은 복사에 의해서 열에너지가 전달되므로 복사에 의한 열에너지 전달을 차단하면 0이라고 보면 된다. 그러나, 진공보온병에 공기가 들어가면 공기의 열전도율은 *공기 = 0.02 이다. 그러므로, 진공상태보다 쉽게 열에너지가 전달이 될 수 있다.
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