21C. Teachers of Science

베르누이 법칙에 대한 교과서의 유도를 보면 좀 이상하게 보일 수 있습니다. 설명이 틀린 것은 아닌데, 앞에서 배웠던 내용을 확장시키면 나을 것 같아서 정리해봅니다. 역학편에서 일-운동에너지 정리에 대해 배운 적이 있을 겁니다.알짜힘이 한 일=운동에너지의 변화량 물체에 작용하는 알짜힘은 어떤 것이 있을까요? 유체의 바깥에서 작용하는 힘 (위치 1에서 압력에 의한)과 (위치 2에서 압력에 의한)가 있으며, 중력이 있습니다. (알짜힘은 외력의 합입니다. 내력하고는 아무 관계가 없습니다. ) 중력이 한 일은 음(-)의 일이 됩니다.(중력은 아래방향인데, 변위는 윗 방향이기 때문입니다.) 또한 힘 에 의한 일은 정(+)의 일이 되고 힘 가 한 일은 음(-)의 일이 됩니다. 따라서 유체에 작용하는 알짜힘이 한 일은..

비슷한 놀이로 수직으로 뿜어 올리는 물줄기 위에 공을 뛰울 수 있다. 가끔 수 초 동안 공이 한자리에 머무르긴 하지만 보통은 약간씩 오르락 내리락 한다. 오르락 내리락하는 것이 왜 공이 물줄기 밖으로 튀어 나가지 못하게 할까? 무엇이 공을 물줄기 속에 잡아 놓을까? 먼저의 비치볼 문제와 똑같은 원리로 그럴까?사실 공은 가끔 물줄기에서 벗어나 떨어지는데, 떨어지다가 다시 물줄기 속으로 들어가면서 원래 자리로 돌아간다. 진공속에서도 똑같은 일이 일어날 것이다. 무엇때문에 이렇게 물줄기 속으로 공이 끌려 들어갈까?물 충격은 공을 지지하고 또한 안정성을 제공한다. 공이 중심에서 벗어나는 대부분의 시간 동안, 충격은 특정 방향으로 공을 회전시킨다. 공 표면에 있는 물의 일부분은 회전의 절반 동안 붙어있다가, 그 ..

젖은 손가락으로 가장자리를 문지르면 왜 포도주 잔은 노래를 부를까?유리를 떨게 하는 것은 정확하게 무엇이고 또 왜 손가락은 젖어야 할까?음의 높이는 어떻게 결정될까?가장자리의 진동은 종파일까 횡파일까?마지막으로 포도주 잔의 진동의 배(antinode)에 해당하는 부분은 왜 손가락 위치에서 45도 뒤의 위치에 있을까? 손가락은 세로진동, 즉 가장자리 둘레를 따르는 진동을 발생시킨다. 가장자리는 또한 가장자리에 수직한 가로로도 진동한다. 이 두번째 진동은 액체 안팎으로 운동하는 유체운동의 원인이 된다. 가로 진동과 가로 진동으로 인한 유체운동의 배는 세로진동의 배로부터 45도 각도이다. 손가락의 위치는 반드시 세로 운동과 그로 인한 세로 배의 최대에 위치해야 하므로 유체 운동은 손가락 뒤의 45도의 배여야 ..