토론실
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[레벨:30]id: 김동렬김동렬
read 7347 vote 0 2014.11.09 (16:09:36)

 

    http://www.youtube.com/watch?v=E43-CfukEgs


    이해가 안 된다는 분들이 있다. 뭐가 이해가 안 된다는 건지 궁금하다. 이건 단순한 사실이다. 예컨대 사과의 색깔을 흰색으로 잘못 알고 있는 사람이 있었다고 치자. 알고보니 사과는 빨간색이었다.


    이해를 못하겠다? 아니다. 흰색은 흰색이고 빨간색은 빨간색이다. 이게 이해가 안 된다고? 도대체 이해하고 자시고 할게 뭐라는 말인가? 처음 볼링공과 깃털은 공중에 매달린 상태로 정지해 있다.


    관성의 법칙에 의해 정지한 것은 계속 정지해 있다. 거기에 아무런 조작도 가하지 않았다. 그렇다면? 여러분이 목격한 그대로다. 볼링공과 깃털은 계속 정지상태로 있는데 지구가 달려들어 박았다.


    이때 관측자의 위치는? 볼링공 속이다. 아니라고? 밖에 있었다고? 왜 거기 가서 서 있지? 누가 거기에 가서 서 있으라고 시켰나? 버스가 급정거 하면 뚱뚱이와 홀쭉이 중에 누가 먼저 넘어지는가?


    관측자는 버스 안에 있다. 자유낙하는 중력버스를 타고 가는 것이다. 버스가 급정거를 하거나 급발진을 하면 뚱뚱이와 홀쭉이는 같이 넘어진다. 그런데 우리의 경험적 직관으로 보면 홀쭉이가 먼저다.


    곰과 다람쥐가 버스를 타고 가는데 버스가 정지하면 누가 빨리 차에서 내릴까? 다람쥐다. 일상에서 경험하는 바로 말하면 볼링공보다 깃털이 조금 더 빨리 지면에 떨어진다고 말하는게 맞지 않을까?


    상식적으로 조금이라도 가벼운 깃털이 조금 더 빨리 떨어져야 하는거 아닌가? 무겁고 동작이 굼뜬 볼링공이 왜 빨리 떨어져? 뚱뚱보 곰이 왜 날샌 다람쥐보다 빨리 급식을 받으러 와? 이상한 거다.


    어부가 낚시줄을 감으면 물고기가 딸려온다. 물고기가 낚시꾼에게로 헤엄쳐 오는게 아니고 릴을 감으니 낚시줄이 감기는 거다. 낚시줄은 하나다. 그것은 지구의 중력이다. 릴을 감는 속도가 결정한다.


    물고기 종류와는 상관없다. 고등어든 참치든 그물에 끌려오는 속도는 동일하다. 그물을 당기는데 가벼운 피라미가 더 빨리 끌려오지 않을까? 이왕 착각하는 김에 깃털이 더 빨리 떨어진다고 착각하자.


    ◎ 경험적 직관 1, – 무거운 것이 더 빨리 떨어진다.
    ◎ 경험적 직관 2, – 가벼운 것이 더 빨리 떨어진다.


    분명히 말한다. 관성의 법칙에 따라 정지한 것은 계속 정지해 있다. 볼링공과 깃털은 그 상태로 정지해 있다. 떨어지지 않는다. 그러므로 진공의 흐름에 의해 둘이 지구에 들이박는 시간은 같다.


    변한 것은 물체와 지구와의 관계다. 세상을 사이, 관계로 보는 관점을 획득해야 한다. 깃털과 볼링공을 지구로 실어나르는 중력버스가 있다. 볼링공이나 깃털 내부에 엔진이 있을리도 없고 말이다.


    처음엔 모를 수 있다. 그러나 실험을 해서 값이 나오면 거기에 맞게 모형을 바꿔줘야 한다. ‘떨어진다’는 단어가 함정이다. 왜 떨어져? 볼링공은 떨어지지 않는다. 변하는 것은 관측자와의 관계다.


    누가 거기서 지켜보라고 했냐고? 관측자가 거기서 보니까 그렇게 보이는 거다. 왜 볼링공 안에 들어가 있지 않았냐고. 관측자가 볼링공 속에 있었다면 지구가 달려와서 박았다는 사실을 알아챌건데.


   


프로필 이미지 [레벨:7]風骨

2014.11.09 (21:55:06)

수 백년 전에 갈릴레이가 설명했던 이론을 21세기인 지금도 이해를 못하는 사람이 많다니 의외입니다.

과학은 계속 발전해나가는데 대중의 이해력은 수 백년 전과 큰 차이가 없다는 것은 안타까운 일입니다.
프로필 이미지 [레벨:11]오맹달

2014.11.09 (22:00:19)

감사히 읽었습니다. 
그 중력버스라는것의 설명을 좀더 부탁드려도 될까요?

아래는 모자란 머리라 한심한 소리일 수 있겠습니다.
저는 그것을 만유인력으로 생각했습니다. 
만유인력이라 하면 물체의 질량이 클수록 당기는 힘이 더 세다고 봅니다.

지구의 중력가속도가 9.8m/s^2
목성의 중력가속도가 26.7 m/s^2
라고보면 목성이 당기는 힘이 더 세다. 그러니 볼링공을 지구에서 떨어뜨릴때 보다 목성에서 떨어뜨릴때 빨리 떨어진다. 혹은 목성이 더 빨리 볼링공에 달려든다고 볼 수 있겠지요.

그런데 이런 만유인력이 두 물체의 질량의 합에 어느정도 비례한다고 보면
목성정도의 물체 - 지구정도의 물체 간의 만유인력보다
목성정도의 물체 - 깃털정도의 물체 간의 만유인력이 훨씬 약하지 않겠습니까?

이렇게 보면 볼링공과 깃털의 질량차이는 지구의 질량단위에 비해서는 엄청나게 미세한 차이이니
결국 진공에서 동시에 떨어지는 것으로 보이지만 매우 미세한 시간차로 볼링공이 더 빨리 떨어지는게 아닐까요?
- 떨어진다는 표현은 양해을 부탁드립니다. 서로 당긴다는 표현이 맞을까요.

프로필 이미지 [레벨:30]id: 김동렬김동렬

2014.11.09 (23:09:21)

 

    제가 물리학자도 아니고, 물리학자가 중력자를 발견한 것도 아니고, 아직은 실험실에서 확인된 데이터에 의존해서 있는 그대로의 사실을 말하는 수 밖에 없는 겁니다. 학자들이 '그러하니라'고 하면 '아 그렇구나' 하면 되는 거죠.


    제가 이상하게 여기는 것은 위에 썼듯이, 상식적으로 가벼운게 더 빨리 떨어져야 하는게 아니냐는 거죠. 낚시꾼과 물고기는 서로 끌어당깁니다. 만유인력과 같죠. 물고기가 세면 낚시꾼이 바다로 끌려가고, 낚시꾼이 세면 물고기가 육지로 끌려옵니다. 그러나 실제는 릴을 감는 속도가 결정합니다. 


    상식과 달리 작은 물고기가 더 빨리 끌려오는건 아니라는 거죠. 물고기의 힘이나 낚시꾼의 힘과는 관계가 없습니다. 마력이 높다고 자동차의 속도가 빨라지는 것은 아닙니다. 최홍만의 힘에 세다고 빨리 달리는건 아니잖아요.


    그냥 속도와 가속도 개념의 차이라 할 수 있는데, 많은 사람들이 이걸 혼동하는 듯 합니다.


    중력은 인공중력도 있듯이 다양하게 실험할 수 있는데, 인공중력 상황에서도 같은 결과가 나옵니다. 끈에다 물체를 달아서 한 번 돌려보세요. 물체의 무게와는 상관없고 끈의 길이와는 상관있습니다. 


    어릴 때 이런 놀이 많이 하잖아요? 길이 100미터 끈에 물체를 달아서 한 번 돌려보세요. 어마어마한 것을 느낄 것입니다. 


    중력은 고민할 필요없이 일상적으로 경험하는 다양한 힘의 형태라는 거지요. 깃털과 볼링공이 같이 떨어지는 현상은 이렇듯 현실에서 너무나 많이 경험하잖아요.  


    제가 강조하는 것은 실험실의 데이터에서 일정한 값이 나오면 거기에 맞추어 사유의 모형을 바꾸어야 한다는 말입니다. 왜 안바꾸고 고집을 부리는 거죠? 일상의 경험은 가벼운 것이 빨리 떨어지는 경우와 무거운 것이 빨리 떨어지는 경우가 공존하는데 왜 그 중에서 특별히 무거운 쪽이 빨리 떨어지는 경험만 골라 선택하느냐죠. 


    인공중력은 간단히 로켓을 1G만큼 가속하면 되는데, 로켓의 가속이 중력버스와 같은 겁니다. 무중력 우주공간에서 계속 가속해서 중력을 계속 만든다 치고, 실험이 목적이면 10초만 가속해도 되니까 그닥 어려운건 아니죠. 10초간 매초 1G씩 계속 가속한다고 치면 깃털과 볼링공 중에 어느게 빨리 떨어질까요. 


    실제로 가속하는건 로켓이죠. 로켓이 중력버스입니다. 지구도 마찬가지라는 거죠. 가속도=중력이니까 우리는 끊임없이 가속되고 있는 것이죠. 과학자들이 그렇다고 하면 아 그렇구나 하고 거기에 맞춰서 사유의 모형을 교체하면 됩니다. 

프로필 이미지 [레벨:30]id: 김동렬김동렬

2014.11.10 (10:17:01)

몇 마디 추가하겠습니다.

우리는 일상적으로 아래 세 가지 경우를 경험한다.


1) 무거운 것이 빨리 떨어지는 경우

2) 가벼운 것이 빨리 끌려오는 경우

3) 무게와 상관없이 같이 가는 경우


 이 세 가지 경우는 각각 서로 다른 운동모형이 사용되고 있다.

 아인슈타인은 중력=가속도로 풀었으므로 정답은 셋 중에서 가속도 모형이다.

 오맹달님은 누구나 일상적으로 경험하는 가속도 모형을 경험한 적이 없다. 

 오맹달님은 가벼운 것이 빨리 끌려오는 낚시모형도 경험한 적이 없다.


결론 .. 인간은 경험하지 않은 것을 이해하기 어렵다.

주장 .. 사실은 경험했는데 생각을 안 해봤다. 

프로필 이미지 [레벨:9]텡그리

2014.11.10 (11:10:06)

인터스텔라에서...


블랙홀과 웜홀 너머로 전달될 수 있는 것은 '중력'뿐이라고...

[레벨:4]무국아빠

2014.11.10 (14:22:47)

단순한  문제입니다. 떨어지는  시간은  떨어지는  물체의  질량이 아니라  중력가속도의 루트에 반비례합니다.  중력가속도는   당기는  물체(지구,목성등)의 질량에 비례하고 당겨지는 물체의 질량에 무관합니다.  공기저항등을  무시하면  지구에서는  가벼운  물체든  무거운 물체든  떨어지는  시간이 같고,  같은 질량의  물체인 경우  당기는  물체의 질량이 큰  목성에서  지구에서 보다 빨리  떨어집니다.

프로필 이미지 [레벨:11]오맹달

2014.11.10 (17:58:24)

구조론 연구소와는 다른 이야기를 하는듯 하고,
동렬님이 이걸 가져와서 이야기하시고픈 바를 풀어내시기위해 소재로 쓰시는데 
이렇게 이야기를 늘어뜨려 죄송스럽습니다.

당기는 물체, 당겨지는 물체로 말씀하셨는데 

위 실험으로 보면 당겨지는 물체는 깃털과 볼링공, 당기는 물체는 지구, 목성이 되겠지요. 

하지만 당겨지는 물체의 질량과 무관하다는 건 엄밀히 틀린 표현이 아닌지요. 
당겨지는 물체인 깃털과 볼링공의 질량이 지구나 목성에 비하면 너무나 미미하기에 거의 무관하다고 볼 수 있는것이지, 정말 무관하지는 않지 않느냐는게 제 이야기였습니다. 

여기서 깃털과 볼링공을 "지구나 목성과 유사한 급의 질량을 가진 물체"라고 보면

중력가속도는 지구나 목성의 질량 뿐 아니라 당겨지는(?) "지구나 목성과 유사한 급의 질량을 가진 물체"의 질량까지 포함한 질량에 비례하지 않느냐는게 제 이야기의 핵심입니다. 

지구가 지구의 질량에 비례하는 힘으로 볼링공을 당기듯, 볼링공도 볼링공의 질량만큼 지구를 당기지 않겠습니까?

마지막으로 예를 들어 보겠습니다.


1. 목성

2. 진공상태에서 목성 상공 1km 높이에서 깃털을 떨어뜨리는 경우와

2. 진공상태에서 목성 상공 1km 높이에서 지구를 떨어뜨리는 경우


어느게 더 빨리 떨어질까요? 

프로필 이미지 [레벨:30]id: 김동렬김동렬

2014.11.10 (18:02:27)

이런건 초딩때 줄다리기 시합에서 다 경험하지 않았나요?

같습니다. 


일상에서 다 경험하는 건데 

경험을 사용하지 않는게 신기하네요. 


지구는 그냥 있는게 아니고 태양계에 잡혀 있습니다.

태양계 역시 더 큰 계에 잡혀 있는 거죠. 


두 사람이 빙판 위에서 서로 잡아당기는 것과는 다르다는 말이죠.

서로 당기면 어느 한쪽만이 일방적으로 끌려가게 됩니다. 


아마 목성도 지구쪽으로 끌려간다고 보시는듯 한데

만약 태양을 돌고 있는 목성의 궤도를 틀려면 태양계 전체가 뒤틀려야 합니다.


목성이 조금 궤도를 바꾸려면 태양계 전체가 궤도를 다 바꿔야 하는 거죠. 

목성에 떨어지는 지구는 궤도 따위 없다고 전제 깔고 하는 말이고.


외부에서 달을 잡아서 끌고 가면 지구도 딸려가는 거죠. 

프로필 이미지 [레벨:11]오맹달

2014.11.11 (00:36:26)

조금은 끈질기게 이야기해봅니다.

저는 위 댓글에서 지구와 목성을 태양계속의 상관관계로 이야기한게 아닙니다. 
그냥 지구정도의 질량, 목성정도의 질량으로 이해해주시면 될 듯 합니다.

프로필 이미지 [레벨:7]風骨

2014.11.11 (07:28:56)

사람이 경험 할 수 있을 정도의 의미있는 중력은

달이나 지구 처럼 거대한 대상이 아니면 불가능 합니다.


그것은 자연계에 존재하는 힘들 중에서 

중력은 상당히 약한 축에 들어가기 때문입니다.


만유 인력을 사람의 눈에 보이는 수준으로 재현해 본다면

전자기력을 사용해야 할 것입니다.


LoadingTruck.jpg


이 사진에서 처럼 철이 자석 쪽으로 끌려가지

자석이 철 쪽으로 움직이지는 않습니다.


사람이나 물체가 지구의 인력의 영향을 받은 것은

자석에 철가루가 달라붙는 현상이라고 생각하면

이해하기가 쉬울 듯 합니다. 


큰 철가루나 작은 철가루나 자석이 한 번 훑고 지나가면

같이 빨려들어가지 큰거 먼저 작은 거 나중에

이런 거 없습니다. 


첨부
[레벨:8]상동

2014.11.11 (07:37:51)

저도 맹달님처럼 생각되었었는데요.


한번 더 생각해 보면

서로 상쇄되서 결국 영향이 없지 않나 싶네요


당겨지는 쪽의 질량도 중력에 영향은 주지만

중력의 소실점이 변하기 때문에 결국은 상쇄된다는 거죠


아주 가벼운 물질은 지구의 중심점으로 낙하를 할테고

좀 무거운 물질은 지구의 중심점보다 위쪽에 소실점이 잡힐 겁니다.


왜냐하면 소실점은 두 물체가 연합된 상태에서 질량의 중심점이니까요


프로필 이미지 [레벨:30]id: 김동렬김동렬

2014.11.11 (09:52:16)

오맹달/그건 중력이 없다고 치고 하는 말인데 중력은 공간의 휘어짐이고 그걸 부정하면 중력이 아니죠.

[레벨:4]무국아빠

2014.11.11 (09:57:36)

 당겨지는  물체가  질량이  작아 무시하는게   아닙니다.    만유인력식에서   중력가속도의 

 식을   유도하면   중력가속도는   당겨지는  물체의 질량이 아니라  당기는  물체의 질량과

  관계있습니다. (고교물리참고) 그래서 같은 과정으로  낙하한다면  떨어지는  물체의 질량과

 상관 없이  떨어지는  시간은  일정합니다.  이게  뉴톤의  발견입니다.

프로필 이미지 [레벨:11]오맹달

2014.11.11 (10:45:07)

무국아빠님 덕분에 조금 더 찾아보고 이해가 되었습니다. 

제가 찾은 식은 아래와 같습니다. 


왼쪽변과 오른쪽 변은 중력을 계산하는 두 식인데 
질량 n kg 인 물체에 가해지는 중력은 더 커지긴 하지만 결국 양변의 n을 없애면 항상 일정하게 되는군요. 


당겨지는 물체의 질량이 더 무거운만큼 더 큰 중력이 작용하게 되지만 결국 그만큼 무거우므로 가속도는 같다. 
부족한 머리로 겨우 이해했습니다. (__)

--------------------------------------


질량이 n kg인 물체에 가해지는 중력은 2가지 식으로 표현할 수 있죠

               (6.67259 x 10의 -11승)x 지구의 질량 x n kg 
    n kg x 중력가속도 = ---------------------------------------------- 
                       (6400km)²

프로필 이미지 [레벨:30]id: 김동렬김동렬

2014.11.11 (10:30:01)

무한히 넓은 트렘펄린이 있다고 칩시다.

가운데 목성이 놓여 있습니다.


목성에 의해 트렘펄린의 가운데는 우묵하게 패여 있고

그 패인 경사에 볼링공과 지구를 놓으면 


보통 지구의 경사로에 축구공과 테니스공을 동시에 굴릴 때와 마찬가지로

목성이 만든 트렘펄린의 경사에 의해 같은 속도로 굴러가는게 바로 중력입니다.


그런데 오맹달님은 일단 룰을 깨고 반칙을 저지릅니다.

즉 목성과 지구와 볼링공을 각각 별도로 동시에 평평한 트렘펄린 위에 놓는 겁니다.


즉 무중력 공간에 새로 중력을 만드는 거죠.

이는 중력은 애초에 존재하지 않는다는 이상한 전제를 깔고 들어가는 거죠.


이 경우 목성이 만든 경사도 40, 지구가 만든 경사도 10이라 치면

합이 50인 경사가 만들어지는데 그러므로 


볼링공이 가장 먼저 모이는 지점에 도착해야 하지만

목성과 지구가 동시에 경사를 만들므로


목성도 최초의 놓인 위치에서 지구쪽으로 약간 이동합니다. 

목성은 지구쪽으로 10미터 이동할 때 지구는 목성쪽으로 100미터 이동하겠지요.


그런데 목성과 지구가 합쳐서 만든 경사가 크기 때문에 볼링공은 더 큰 중력을 받습니다.

이것도 뭐 우주공간에서 실험해봐야 하겠지만 아마 같은 속도로 모이지 않을까 합니다.


이상적인 환경에서 등거리의 세 물체를 트렘펄린 위에 동시에 놓으면 

같은 속도로 한 점에 모이지 않을까 짐작합니다. 


제목 없음.jpg


트렘폴린은 허벌나게 넓다.

트렘폴린은 이상적인 소재로 만들어졌다.


1) 목성 뚱땡이가 가운데 앉아 푹 꺼지게 만든 경사로에 지구와 볼링공을 놓는다.

2) 목성과 지구과 볼링공을 등거리에 삼각형 모양으로 동시에 놓는다. 


오맹달님은 2)번을 말하는 것 같은데 실험해봐야 알겠지만 그래도 동시에 같은 점에 모일 겁니다. 

근데 과학은 임의로 룰을 변경하면 안 되고


사고실험으로 미리 준비된 여러개의 모형 중에서 실험으로 얻은 값에 맞는 모형을 찍는 겁니다.

실험결과 1)번으로 나왔기 때문에 이런 논의에서는 1)번모형을 찍는게 맞죠.


그런데 우주 바깥 특수한 상황이라면 2)번도 성립할 수가 있습니다.

근데 그래도 실험목적에 맞는 방식으로 등거리에 배치하면 같은 속도로 떨어집니다. 


하여간 자기 주장을 정당화 시키는 방향으로 룰을 변경하면

그 변경된 룰에 맞게 다시 실험조건을 세팅해야 하는 현상이 생기고 결과는 전과 동.


오맹달님 조건으로 실험하는건 

트렘폴린 위에 세 명을 동시투하하는 건데 세 명이 동시에 마빡을 박지 않을까요. ㅎㅎ

첨부
프로필 이미지 [레벨:11]오맹달

2014.11.11 (10:47:55)

감사합니다. 
머리가 나빠 반복해서 읽어봅니다. ^^;;

프로필 이미지 [레벨:30]id: 김동렬김동렬

2014.11.11 (10:54:19)

제 관심은 지구의 중력이 아니고

그거야 과학자들이 알아서 할 일이지 나와 무관한 거죠.


오맹달님이 무엇을 모르는 현상이 어떻게 가능한가입니다.

그거 굉장히 신기하잖아요.


제 짐작은 중력=공간의 기울기인데 

이걸 부정하고 즉 목성과 지구와 볼링공의 중력을 다 꺼버린 상태에서 


우주공간 어디에 이것을 투하함과 동시에 중력스위치를 켜면 어떻게 될까?

이런 생각을 하신듯 합니다.


그런데 이건 사고실험으로 가능하지만 현실적으로는

실험하기 위해 목성과 지구를 근접시키면 이미 공간이 기울어 버립니다.


즉 실험하기 위해 트렘폴린 위로 아이를 들여보내면 이미 트렘폴린 가운데가 꺼져버립니다.

그러므로 아이를 공중에서 던져야 하는데 어린이 3명 부상.


치료비 요구. <- 과학자 도주. 초난감 사태 발생.

하여간 이런 사고실험도 재미는 있네요. 


근데 굳이 이렇게 비싼 돈 들어가는 실험은 필요없고

자신의 신체를 목성이라 하고 주먹을 지구라 하고 손가락을 볼링공이라고 치면 됩니다.


수영장에서 물에 뜬 상태라 치고 

주먹을 자기쪽으로 당기면 몸도 주먹쪽으로 기울겠지요.


근데 실제로는 그렇게 안 됩니다.

체조선수의 동작을 보면 알 수가 있는데 


한 팔을 뻗으면 한 다리가 뒤로 빠집니다.

즉 주먹을 뻗으면 이미 신체중심이 이동해 있는 상태라는 거죠.


그런데 여기서 관측자의 위치는?

심장이 정답입니다. 


그러므로 결국 같은 값이 나옵니다.


2.jpg


무중력 우주공간에서 지렁이의 머리와 꼬리를 서로 맞댄다면 머리와 꼬리가 동시에 모이겠지요.

그런데 여기서 관측자의 위치는? 질량의 중심이어야 합니다. 

첨부
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