에어컨에 관해 생각하다 문득 재미있는 상상이 하나 떠올라 질문해봅니다. 도시에서 현재 문제가 되고 있는 것은 실외기로 인한 도시의 가열현상입니다. 또한 에어컨을 틀 수록 지구온난화가 가속화 된다는 점도 문제로 꼽히죠. 이 실외기의 경우 열역학 제 2법칙을 위배하지 않고서는 에어컨을 작동시키는데에 필수적인 부품입니다. 저는 이런 상상을 해보았는데, 만약 도시 한개에서 작동하는 모든 에어컨의 실외기를 하나로 합하여 우주에 초대형 실외기를 설치하고, 중간에 열손실을 최소화 할 수 있는 단열재로 파이프를 만들 수 있다고 가정하면 이 방법은 도시 가열 문제의 해결책이 될 수도 있지 않을까요?? 이 방법을 경제적으로 상용화 할 수 있다면 이 방법의 문제점 혹은 단점은 무엇일까요?? 2020-07-07 (화) 19:56
상대성 이론 관련 질문입니다. 기준계인 S계와 그에 대해 상대적으로 v의 속도로 운동하는 S'계에 대해 로렌츠 변환식을 이용하면 마치 좌표를 변환하듯이 S계의 위치와 시간을 S'계에서의 위치와 시간으로 바꿀 수 있습니다. 이때, 로렌츠 변환식을 적용하는 '사건'은 S계와 S'계에서 '같은 사건'에 대해 로렌츠 변환식을 적용해야 하나요? 지금부터 기준계에 대해 상대적으로 운동하고 있는 계에서는 길이가 수축한다는 것을 증명하고자 합니다. 깃발 1과 깃발 2를 놓고, S계의 관측자 A가 두 깃발의 정중앙에 서 있습니다. 일정한 속도 v로 달리는 관측자 B의 계를 S'계라고 하겠습니다.
(1) 첫 번째 관점 A는 B가 깃발 1에 도달하는 것을 사건 1, 깃발 2에 도달하는 것을 사건 2라고 정의합니다. 사건 1과 2가 발생하는 시각과 위치를 A가 관측합니다. B의 입장에서는 깃발 1이 자신에게 다가옵니다. 그리고 시간이 지나면 깃발 2가 자신에게 다가옵니다. 그래서 B는 사건 1이 깃발 1이 자신에게 도달하는 것, 사건 2가 깃발 2가 자신에게 도달하는 것으로 정의합니다. 이러한 상황에서, 두 관측자 A와 B가 '같은 사건'을 관측한 것이라고 말할 수 있나요? 더 복잡하게 생각한다면, 관측자 A의 입장에서 사건 1은 "B가 깃발 1에 도달하는 장면을 A가 보는 것"이라고 할 수 있으며, 다시 말해 "B가 깃발 1에 도달하는 장면의 빛이 A에게 도달하는 것"이라고 할 수 있습니다.
(2) 두 번째 관점 두 관측자는 굳이 '같은 사건'을 관측할 필요가 없습니다. A는 S계에서 깃발 1과 깃발 2 사이의 거리를 측정합니다. A가 두 깃발에 대해 상대속도가 0이므로 이것이 고유길이가 됩니다. B는 깃발 1이 자신에게 다가오는 시각에 스톱워치를 누르고, 깃발 2가 자신에게 도달할 때 다시 스톱워치를 누릅니다. 그리고 깃발이 다가오던 속도에 시간을 곱하여 두 깃발 사이의 거리를 측정합니다.
(3) 세 번째 관점 오직 문장의 서술어가 동일한 것을 기준으로 생각합니다. A는 "깃발 1을 보다"가 사건 1입니다. B도 "깃발 1을 보다"가 사건 1입니다. (B는 자신의 코앞의 물체만 관측할 수 있다고 가정합시다) 그렇다면 두 관측자가 관찰한 사건은 '같은 사건'입니다. 이 관점은 조금 말장난 같다는 기분이 듭니다.
예를 들어 S계, S'계, S''계가 존재하며 각 계에 관측자 A, B, C가 있다고 합시다. 각 계는 다른 계에 대해 상대적으로 운동하고 있습니다. A와 B가 S"계에서 일어나는 사건을 관측한다면, 두 관측자는 '같은 사건'을 관측하고 있다고 말할 수 있습니다. 이런 경우라면 아무런 문제가 발생하지 않습니다. 하지만 위의 길이 수축을 증명하고자 하는 시도에서 생각하자면, A가 관측하는 계 자체에 두 번째 관측자 B가 포함되어 있기 때문에 문제가 발생하는 것 같습니다.
위와 같은 상황을 생각했을 때, 로렌츠 변환식을 적용하는 두 관측자는 '같은 사건'에 대해 로렌츠 변환식을 적용해야 하나요? 만약 그렇다면 '같은 사건'이라는 것은 어떻게 정의할 수 있나요? 관측하는 사람 자체가 다르기 때문에 애초에 '같은 사건'이라는 것이 존재할 수 없나요? 그렇다면 로렌츠 변환식을 어떠한 조건에서 사용할 수 있는 것인가요? 2020-06-07 (일) 23:03 박성민
보존 법칙에 대해서 알아보니 정확한 보존 법칙 네가지(운동량, 에너지, 각운동량, 전하량)과 이외의 근사 보존 법칙(질량, 초전도 등)들이 존재하는데, 왜 네가지의 정확한 보존 법칙이 항상 성립하는지 확신할 수 있는 것인가요? 또한 정확한 보존 법칙이 근사 보존 법칙과 달리 항상 만족할 수 있는 원인이 있나요? 2020-04-23 (목) 02:09
mechanics에서 극좌표계 관련 질문입니다. 각변위 theta의 벡터는 r 벡터와 수직한 방향이라고 배웠는데 이 부분이 직관적으로 잘 이해가 되지 않습니다. r 벡터는 위치 벡터의 개념으로 이해했는데 각변위의 경우 직관적으로 이해가 되지 않습니다 설명해주실 분 구합니다! 2020-04-20 (월) 01:01 박성민
각가속도 벡터는 왜 회전면에 수직한가요? 직관적으로 이해가 잘 되지 않습니다. 그렇다면,\[\underset{v}{\rightarrow} = \underset{w}{\rightarrow} \times \underset{r}{\rightarrow}\] 인가요? 왜 여기서 외적을 사용해야만 하나요? 이 관계를 직관적으로 이해하는 방법은 무엇인가요?
질량 중심에 대해서 공부하다가 의문이 생겨서 질문합니다. 질량 중심의 정의를 살펴보면 질량과 입자의 위치에 따라서 달라지게 되는데요. 그런데 만약 질량 결손과 같은 반응이 일어난다면 반응이 진행되는 과정에서 질량 중심이 시간에 따라서 변화하게 되는 것인가요? 그리고, 질량중심이라는 개념을 어느 관점에서 보아야 하며 어떻게 이용되는지 궁금합니다. 2020-04-16 (목) 18:59 조민서
현대물리 단원을 공부하면서 컴프턴 산란에 대해 공부하게 되었는데, 빛의 산란에 대해서 잘 모르는 것 같아서 설명해주실 분을 구합니다. 빛의 산란 현상을 실생활에서 어떻게 발견할 수 있는지에 대한 설명보다는 빛의 산란이 그 자체로 왜 발생하는지에 대해서 알려주실 수 있나요? 예를 들어 하늘이 왜 푸르게 보이고 노을이 왜 붉게 보이는지에 대한 설명보다는 빛의 산란 자체가 발생하는 원인에 대해 알려주시면 좋겠습니다. 2020-04-08 (수) 23:06
전자기학 관련 질문입니다. 움직이지 않는 점전하 주위에는 전기장이 형성되어 전기력이 작용하고, 움직이는 점전하 주위에는 전기력뿐만 아니라, qvB 만큼의 자기력도 작용하게 됩니다. 위의 식의 형태를 잘 보면, 힘의 일종인 자기력이 점전하의 속도에 기반함을 알 수 있습니다. 그렇다면, 관측자 A에 대해서 상대적으로 정지해있는 점전하가 존재할때, A에게는 점전하의 전기력만 측정되지만, A에 대해서 상대적으로 움직이는 관측자 B에게는 점전하가 움직이는 것으로 보여 자기력도 측정되는 것인가요? A와 B가 서로에 대해 등속도운동을 하고 있다고 하면, 둘다 관성좌표계이기 때문에, 관성력도 존재하지 않게됩니다. 그렇다면, 기준계에 따라서 관찰되는 힘에 차이가 있는 것은 무엇으로 설명이 가능한가요? 2020-04-06 (월) 09:39
열화학을 공부하면서 의문이 생겨서 질문합니다!!! 화학에서는 주로 계를 중심으로 다루는 반면 물리에서는 주위를 고려하는 것으로 알고 있습니다. 그래서 부호가 조금 다르게 쓰이게 되는데, 두 분야에서 어떻게 다르게 바라보는지에 대해서 한번 알고 싶습니다. 2020-04-01 (수) 14:56 조민서정연우
지금까지 아인슈타인의 특수상대성 이론을 공부하면서, 그리고 로렌츠변환을 증명해보면서, 21세기 현재로서는 거시세계에서의 상대성이론을 뒤집을 만한 물리학이 없다고 확신했고, 그 바탕에는 특수상대성이론의 시간지연, 길이수축 현상을 증명해주는 결과들이 많이 발견되었기 때문이라고 생각했습니다. 그러나 상대성이론 중 특히 길이수축에 대해서 "증거결여"를 주장하며 아인슈타인의 생각에 반기를 드는 사람들이 있는 것 같습니다. 개인적으로 유사과학을 매우 싫어하기에, 이러한 문제를 확실히 해결할 수 있는 방법이 있었으면 좋겠습니다. 다음 링크는 어떤 한 박사의 상대성이론에 대한 비판입니다. 여러분은 다음과 같은 주장에 대해 어떻게 생각하시는지 궁금합니다.
Q1: 길이수축의 증거는 실제로 없나요? Q2: 아래 링크의 내용은 유사과학인가요? Q3: 상대성이론은 불완전한 이론인가요?
