해외에서 난리였던 저울 문제.. 교수님과 실험해봤습니다 (생각보다 어려움)
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- čas přidán 11. 04. 2024
- PD도 틀리고 메이커도 틀리고 모두가 틀린 저울 문제.. 교수님은 답을 알고 계실까?
물리학과 김범준 교수님 (@beomphysics) 을 모시고 함께 실험해봤습니다!
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괴짜 천재들의 과학 공학 학습 만화!
과학 원리를 활용해 쉽고 재미있게 과학 원리를 이해할 수 있습니다.
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![[샘물 42강] '전자기 유도' 문제 풀이](http://i.ytimg.com/vi/JFjU5X2XQII/mqdefault.jpg)
![[샘물 42강] '전자기 유도' 문제 풀이](/img/tr.png)
💡김범준 교수님이 도전하신 또다른 문제들! 채널에서 확인해 주세요😊
▶ czcams.com/video/9BXeMmhB8yI/video.html
잘 이해가 안되서 여쭤보아요. 부력의 반작용으로 비커안의 있는 쇠구슬이 displace 하는 물의 부피의 해당되는 무게로 인한 force 가 생기면 (쇠구슬의 무게와 상관없이) 만약 탁구공이 쇠구슬의 부피와 똑같고 다른 비커 안에 쇠구슬과 같이 완전 침수되어 있다면 탁구공이 displace 하는 물의 부피의 해당되는 무게는 쇠구슬 비커와 같으니 13:29 처럼 balance 가 되는건 이해하는데 탁구공을 줄로 비커와 연결시키면서 왜 부력의 force 가 사라지는지는 잘 이해가 안가네요. 줄을 묶어놈으로서 부력의 반작용의 힘이 약해지는거 같은데 어떤 물리작용이 있는건가요. 영상에서 설명하셨다면 잘 이해가 안갑니당. 수정: 한글이 모국어가 아니어서 이해 못했을수도 있네요.
@@shouheishun2239 외부와 연결 되어 있느냐 아니냐로 달라지는거 같아요
@@shouheishun2239 10:15
the point is that the metal ball is connected with outside of the beaker.
15:55 이 장면 설명이 살짝 잘못된 것 같습니다. 이동하는 물체가 속력 (에너지)를 가진 것이 아니라, 포탈의 입구가 움직여서 물체를 이동시키는데도 물체가 튀어나가야 하나요? 물체는 에너지 보존 법칙에 의해서 가만히 정지한 채로 이동해야 하는것 아닌가요? 포탈이 물체를 받치는 밑면까지 이동시키는게 아니라, 포탈은 밑면에 부딪히면서 물체만 이동한다면 B처럼 이동한다고 보기 어려운것 같습니다
@@shouheishun2239 부력은 위로 솟구치려는 힘이죠. 그 반작용으로, 즉 완전히 똑같은 크기의 반대쪽 힘으로 장력이 생기니까 둘이 상쇄되네요. 남는 건 탁구공 무게만 남습니다.
교수님 찐텐으로 즐거워하시는거 처음본거같아요 ㅋㅋㅋㅋㅋ
여기 말고도 다른 채널들에서도 교수님들 모시고 실험하는 영상 보니까 교수님들은 하나같이 실험하는 것 자체만으로도 너무 즐거워하시더라구요... 역시 그런 사람들이 교수가 되는 것 같아요. 그 학문이 너무 재미있고 그 학문을 공부하는 게 너무 즐거운 사람...
↖🏵
◁👴
다른 과학 실험 영상보면 잘 아는 몇명 나와서 딱 그것만 보여주고 이렇게 된다는거 보여주고 끝내서 아쉬웠는데
이영상처럼 그럼 이렇게 하면.. 그럼 저렇게 하면... 여러 상황에서 어떻게 되는지까지 보여주는거 참 좋습니다.
너무너무 유용하고 재미있는 컨텐츠네요 시리즈로 계속 나왔으면 좋겠어요 ㅎㅎ 잘 봤습니다~
김범준 교수님 너무 좋아요 😍 😍😍
멋지십니다. ^^ 귀에 쏙쏙 들어와요~
데이터물리학 전공수업때도 신기한 물건들 가져오셔서 어려운 것도 최대한 재밌게 수업해주셨던 기억이 나네요
멋지십니다 존경합니다 교수님!
한가지 궁금증은 비커에 탁구공과 쇠구슬이 있는 상태에서 둘의 수위가 같게 물을 넣어도 결국 저것과 같은 결과가 나오는건가요 실험과저에서 물의 양이 같게 넣었는데 그림의 문제는 둘의 수위가 같아보여서요 혹시 그게 그거인것인가요 저는 같은 부피에 의해 변하지 않을꺼라 생각해서 조금 어렵기도하구? 그냥 궁금해서요
물에 부피가 동일한 둘이 완전히 잠겨있다면 수위도 같습니다. 다만 탁구공이 묶여있지 않다면 뜨니까 수위를 맞춘다면 잠기지 않은 부피만큼 물이 더 들어가겠지요.
]
질문이 틀렸다가 정답입니다.
이번 영상 너무 재밌게 보고가요!! 앞으로 이렇게 재밌는 컨텐츠 해주세요🤓
워.. C... 켜자마자 오킹인줄 알고 나갈 뻔 했네..
이번 영상 너무 재미있네요 :) 이론적으로만 설명하려고 하는것을 실험으로 보여준다는 것 자체가 좋은 취지 인 것 같아요!
진짜 재밌게 즐기고 가시는듯한 느낌을 받아 영상 내내 저도 같이 흥미있게 즐겼습니다. 감사합니다!
교수님 너무 좋으신 분인게 느껴지네요 승승장구 하셨으면 좋겠습니다
이 컨텐츠 너무 좋네요.. 제 생각에도 오류가 있었는데 완벽하게 이해했어요
역시 믿고보는 교수님!! 이해를 너무 잘 시켜주시네요 ㅎㅎ
유툽에서 과학채널을들 순방하는 맛이 바로 이럴때지!
사실 뉴턴의 제3법칙이 뭐였는지 기억은 안났지만 교수님의 부력을 듣고 아! 하고 원리를 이해하니 제3법칙은 작용 반작용?인가? 맞네! 했을때의 쾌감!
유익한 실험이네요!
간단하게 뉴턴의 제 3법칙과 계 (system)에 대한 설명만으로도 쉽게 이해할 수 있는, 재밌는 실험이네요.!!
너무 재미있네요. 실험과 질문과 설명을 동시에 하니, 더 이해가 잘 되네요!!!
와 개재밌다. 내가 과학을 이래서 좋아했지;; 너무 오랜만에 과학의 재미를 느꼇네요 감사합니다.
지렸다
물리 영상 보고 지리기는 처음이네요
대단합니다.
재미있게 보고 갑니다.
좋은거 많이 올려주세요 ^^
포털이 같은 속도로 빠르게 다가오다가 큐브 중간 지점에서 멈추면 어떻게 될까요? 잠시 멈췄다가 다른 속도로 큐브가 포털을 전부 통과하면 같은 모양을 유지할까요?
그냥 궁금해서 끄적여보았았습니다😅
나 저 박사님 너무 좋아 말도 너무 기품있게 하시고 나긋나긋하니 평생 화도 안내보셨을거같음….
식사하면 항상 자리가 깔끔한 사람일것 같은 느낌
저런분이 화내면 개무서움
@@Smell835 맞죠 맞죠
대학원생들 이야기 들어봐야함 ㅋㅋㅋ
@@lftys5543ㅋㅋㅋㅋㅋ
C 뿌리는 교수님
ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ깐깐하긴 할 듯..@@STH-hi8mw
설명을 되게 이해되기 쉽게 설명해주시네
와 이번 영상 진짜 재밌게 봤습니다!!!!!!
우와...공부보단 게임이나 놀이 같았어요! 시간 가는 줄 모르고 재밌게 봤네요😂
교수님 긱블에서 뵈니 너무 반가워요!! 오늘 실험도 재밌네요!!
진짜 재미있는 실험이네요
두분 다 진심으로 학문을 사랑 하시는 게 느껴지네요~
어쩌다 들어와서 보게됐는데
새로운 궁금증에 궁금증에 궁금증에 교수님이 다 풀이도 해주시고
유익하기도 하고 재밌는걸 알아가게 되어서 좋네용
제 취향과 맞는거 같아 구독 누르고 갑니당
너무 잼있었습니다~^^!
물리 수업할 때 보여주기에 정말 좋은 영상이네요~
이해가 잘 가지 않아 질문드립니다..
12:54 부력은 물질의 부피에 해당하는 물의 무게라고 하셨는데, 13:29 비커 아래에 실로 연결돼서 물에 잠긴 탁구공이랑, 외부에서 눌러서 물에 잠긴 탁구공의 질량차가 왜 있는지 모르겠습니다. “부력”은 아까 말씀하셨다시피 물에 들어간 물질의 부피에만 관련되는 힘이잖아요?? 외부에서 누르든 안에서 실로 잡고있든 탁구공은 같은 부피인데, 왜 부력차가 나고 그에 의해서 질량차가 나게 되는지 궁금합니다
장력의 개념을 알아야하는데
기본적으로 장력은 물체에 영향을 주지 못합니다 같은 계로 묶어주는 역할이에요
공을 비커에 달면 비커가 실로 공을 당겨서 부력이 늘어나긴 하지만 공도 비커를 당겨서 부력이 늘어난 만큼의 힘을 줍니다 결과적으로 상쇄되고요
탁구공의 무게만큼의 부력 = 원래 떠 있어야할 탁구공의 부피의 부력이됩니다
즉 탁구공의 무게만 더해지는 거고
외력이 가해졌을때는 비커에 영향을 주지못합니다 서로다른 계이니까요
그럼 부력이 온전히 무게증가가 되고 무게가 더 무거워지는 겁니다
@@nursery16아 실이 비커를 당기는 힘때문에 부력이 상쇄가 되어서 결국 원래 떠있어야 할 탁구공의 부력만큼만 적용이 되는군요!! 외부에서 누를 땐 잠긴만큼의 부력이 그대로 작용이 되는거고 그래서 무게 차이가 나는군요
감사합니다 이해가 잘 됐어요!
그럼 왼쪽에 탁구공 줄을 자르고 손으로 누르면 쇠구슬 있는쪽과 무게가 같아지나요?
네 중간에 실험으로 보여주네요.
두분 너무 좋아하는 분들의 콜라보 영상! 수드님 요즘 긱블 영상에 잘 안보여서 아쉽던 차에 이렇게 나와주시네요 ㅎㅋ
외부 물리력 - 부력으로 무게의 변화가 신기~
추가 실험에서 탁구공을 눌렀을 때 탁구공쪽의 비이커가 내려갈지 알았는데
균형이 잡힌다니 신기하네요 최고!!
너무 재밌어요!!!😂
질문있습니다. 두번째 문제에서, 무중력 상태인 우주에서 발사가 되면 공기 저항이 없기 때문에, 에너지 보존 법칙이 적용되어 멈추지 않고, 한시간 후이든 한달 후이든, 어떠한 별들의 중력이 작용하기 전까지는 계속 날아가는 상태에 있게되나요 ?
저항이 0이면 그렇게 됩니다. 더 가속하지는 않고. 근데 실제로 힘이 완전한 0은 아니라 (뭐 중력이라던가 행성 근처 가면....) 언젠가 변화하긴 하겠죠.
범준을 물리다 구독한 보람이 있게도 문과임에도 정확하게 정답과 이유를 맞춘 ㅠㅠㅠ. 덕분에 또 재미난 채널을 찾아서 더욱 기쁘네요!
님 좀 치시네요
대단
와 제가 좋아하는 두채널의 합방이라니!!!!
정말 이런 컨텐츠 많이 해주세요!!
과학 별로 안좋아하는데 이영상은 신기하고 재미있어서 계속 보게되고 이해하니까 더 재밌네요
그럼 만약 오른쪽 쇠구슬의 선을 연결하지 않고 물에 넣으면 어떻게 되나요?? 쇠구슬이 어차피 무거워서 가라앉으면 탁구공과 마찬가지로 물속에 자연스럽게 들어가 있으니 외부의 영향이 없게 되었을때가 궁금합니다^^
그러면 쇠구슬쪽으로 기웁니다.
외부 힘이 작용하지 않으면
쇠구슬 쪽 무게는 항상 비커무게 + 물 무게 + 쇠구슬 무게니까요
동일합니다 선을 끊으나 안끊으나 선에 매달려 쇠구슬이 떠있는게 아니라 물에서 뜨려는 부력으로 인해 이미 무게가 가해지고 있으니까요
아닌데요ㅋㅋ
실험에 이론까지 더해지니 완벽하구나!
이론+실험 너무 재밌네요
교수님 말씀처럼 실험 자체가 정말 좋은 실험인 게 보이네요. 단순히 해답을 찾고 끝나는 것이 아니라, 이 원리대로라면 조건을 하나씩 변경 했을 때에 현상이 어떤 식으로 바뀔 수 있을지 꼬리에 꼬리를 물고 생각을 하게 해주는 실험이라서 정말 좋다고 생각해요.
볼펜을 넣으면 어떻게 될까?
실에 연결하지 않은 탁구공과 비교하면 어떻게 될까?
쇠구슬 대신에 물 속에 담근 탁구공과 비교하면 어떻게 될까?
계속해서 바리에이션이 나오는 모습이 인상적이었습니다.
아이같이 좋아하는 모습의 교수님이 멋지네요
최대한 쉽게 설명해주시려는 모습과 과학을 정말로 좋아하시는 모습들이 존경스럽네요...
오랜만에 물리 보니까 너무 재밌다..
14:00 포탈이 아니라 빗면이 큐브에 다가간다고 가정하려면 큐브를 어떻게 놓아야 동일한 개념의 문제가 될까요? 실험은 지구에서 한다고 가정하고 문제를 만들어보고 싶은데
0:35 이 멘트를 긱블에서도 듣네ㅋㅋㅋ
ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ진짜요ㅋㅋㅋㅋ
보다 ㅋ
???: 나는 은하들의 충돌과 진화를 연구하는 우주먼지야
ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ내말이
ㅋㅋㅋ 근데 교수님 소개할 때 항상 각도가 저 각도이시네 긱블에서도 그렇고
범준에 물리다에서 질문이 두개밖에 없어서 아쉬웠는데 마침 등장한 새로운 영상 너무 좋다
13:24 실로 연결한 탁구공과 손가락으로 누른 탁구공은 왜 무게차이가 날까요? 똑같은 부피가 물속에들어갔으니 실로 연결한탁구공도 부력이 작용하는거 아닌가요? ㅜㅜ 답변주시면 감사하겠습니다
실로 연결한 것은 비커에 연결돼 있습니다 실이 공을 당기는 건 비커가 공을 당기는 것이고 그건 공이 비커를 당기는 것과 같습니다
실의 장력만큼의 힘은 서로 상쇄되고
그냥 탁구공만 넣은 것과 탁구공을 바닥에 실로 연결한 것은 물리적으로 무게가 같습니다
실이 원래는 떠있어야할 공의 부피만큼의 물의 무게만큼의 힘을 비커에 작용하였기에 저울에는 무게를 덜 나가게 해주는 동시에, 공이 원래 떠있어야할 만큼의 부피가 물에 잠겨있게 되어 그만큼의 부피의 물의 무게가 더해져서 저울에 무게를 더해줍니다. 그런데 두 힘의 크기는 둘다 공이 원래 떠있어야할 부피만큼의 물의 무게라 서로 상쇄되게 됩니다. 수식으로 생각하면
+탁구공의 무게 + 물의 무게 + 탁구공이 물에 떠있어야할 만큼의 부피의 물의 무게 - 실이 비커를 들어주는 힘(탁구공이 물에 떠있어야할 만큼의 부피의 물의 무게) = 탁구공위 무게 + 물의 무게
같은 무게에 다른질량의
혹은 같은 질량에 다른무게(말이 되는진 모르지만)
으로 실험하면 어떻게 되나요?
궁금해요 ㅎㅎ
TV에서 과학 채널보던 어린아이로 돌아간 거 같네요. 신기하고 이론도 재밌었습니다.
포털 문제에서 제시되지 않았지만 명쾌한 조건이 있었네요!
김범준 교수님의 설명에 감탄하고 갑니다~
재밌는 실험영상 유익했습니다!
아주 재밌게 잘봤습니다~!
김범준 교수님 문제 보시자마자 물리학으로 바로바로 설명 들어가는게 진짜 섹시하심
흥미로운 실험 재밌어요! 저도 쇠구슬 쪽으로 기울 거라고 생각했는데 실험으로 보여주니 더 좋아요
수학때문에 물리는 포기했지만 물질의 실체적인 움직임과 그에 따른 근거나 이론들을 들으면 참 경이롭고 신기하기 그지없네요 좋은 관찰실험 했습니다ㅎㅎ
탁구공 실을 끊어도 무게 동일
쇠구슬 실을 끊고 손으로 눌러도(손은 물에 들어가지 않게 쇠구슬만 모두 잠기도록) 무게 동일
쇠구슬 말고 부피가 동일한 다른 물체로 해도 무게 동일
맞나요?
그냥 작용하는 힘을 계산하면 됩니다.
물의 무게: W (양쪽 동일)
탁구공의 무게: A
쇠구슬의 무게: B
실의 장력: T
공에 작용하는 부력: F
왼쪽 비커의 무게 : W + A
오른쪽 비커의 무게: W + B - T
(비커의 무게는 생략, 실의 무게는 무시)
쇠구슬에 작용하는 힘의 평형식
B = T + F
을 오른쪽 비커의 식에 대입하면
W + (T+F) - T = W + F
따라서,
왼쪽 비커 : W + A(탁구공의 무게)
오른쪽 비커 : W + F(부력)
물의 부력 F = (잠긴 물체의 부피와 같은 양의 물의 무게) 이고,
물의 밀도가 탁구공의 밀도보다 크므로
A < F
따라서, W+A < W+F 이므로,
저울은 오른쪽으로 기운다.
글로 쓰려니 길어졌지만.. 부력의 크기가 어떻게 되는지만 알면
식 몇줄로 끝나는 간단한 문제입니다.
비커 무게 생략할것도 없이 W에 포함시키면 끝나겠네요
그냥... 왼쪽비커 = 물 +탁구공 무게, 오른쪽 비커 = 물 + 쇠구술 부피만큼의 물무게
당연히 오른쪽이 무겁다. 끝 이게 직관적으로 이해가 안되면 열심히 공부해서 의대에 가세요..!
왼쪽 비커 공의 부력은요??
@@KB-pv2ru왼쪽 비커에서 부력 및 실의장력 등은 계 내부의 힘이기 때문에 크게 고려할필요가 없습니다.
물의높이가 같다 -> 어차피 물이 비커바닥을 누르는 힘은 양쪽이 똑같음.
-> 왼쪽은 탁구공에 연결된실이 비커를 당긴다.
-> 오른쪽으로 기운다.
교수님 즐거워하는 눈빛은 정말 순수하고 맑으시네요
학문을 진정으로 사랑하고 즐거워하심이 느껴지는 대목이었습니다 👍👍👍
비커 바닥에 붙인 탁구공은 위로 밀어올리는 힘, 펜으로 누른 탁구공은 위에서 누르는 힘이 작용해서 무게가 달라진건가요??? 왜 달라지는지 모르겠어요ㅠㅠ
중력 영향받는 물질집합체의 평균밀도로 계산해도 되나요??
김범준 교수님 너무 설명 잘해주시네요
수드래곤님이랑 너무 잘어울려요❤
고등학교 물리1만 배우면 누구나 알 수 있는 개념이지만 저걸 상황만 보고 판단할 수 있을 정도의 이해도를 갖기는 쉽지 않죠. 오랜만에 이런 개념을 생각해보고 실험으로도 확인해볼 수 있어서 물리1 배울 때 정말 즐겁게 생각했던 시절이 떠오르네요 ㅎㅎ
와 진짜... 배울게 너무 많은 영상이었어요
그럼 한 쪽에는 쇠구슬을 물에 그냥 담가서 바닥에 가라앉혀 두고 다른 한 쪽에는 쇠구슬을 끈에 매달아 두고 물에 담그면 저울이 그대로 있나요 아니면 한 쪽으로 무거워 기우나요?
안녕하세요,저는 도덕 수업과제로 선플 달기 챌린지에 참여하게 된 봉은중학교 학생입니다.평소에 긱블 영상을 자주 보는데,이번 도덕 수행으로 댓글을 달게 되었습니다!일단,항상 재미있는 영상들 올려주셔서 감사합니다.평소에 쉴때 가장 많이 보는 영상들 중 하나가 긱블입니다.쓸모없지만 재미있고 누구나 한번쯤은 만들어보고 싶었을 것 같은 기계들이나 장치들을 만드시는게 정말 재미있고 신기한 실험들이나 착시현상 등으이 매우 유익하고 흥미롭습니다.이번 영상에서 교수님과 함께 알려주신 두 문제들도 정말 신기합니다.앞으로도 좋은 영상과 활동 부탁드리고 긴 글 읽어주셔서 감사합니다!
화이팅 후배님^^
요즘 중학교 이상한거 시키네.. 열심히 해라
봉은중 화이팅!
선한 사람이 만들어져야하는 곳에서 선한척하는 법을 배우시네
K-교육 미쳤다
@@user-xg6ww6wr3r위선도 선이다
어쩜 이리도 아이같으실까..ㅜㅜ 넘 귀여우시고오 ㅜ 볼때마다 빠져드는 범준좌
교수님 넘 유쾌하셔서 재밌게봤어요~~ ㅎ
우왕 굿!너무 재밌었습니다
담번에 혹시나 범준교수님 섭외하실땐!!!! 빵을 꼭준비하시길바랍니다.
보다 구독자시죠?ㅎㅎ
Moving Portal 문제는, 일단 포탈이라는 불리적 아노말리가 존재한다고 가정한 환경에서, 포탈을 통과한 후의 사물의 운동량이 포탈을 통과하기 전 사물의 운동량만 고려해야 하는지, 포탈의 운동량도 함께 고려해야 하는지를 묻는 문제입니다. 설령 사물이 가만히 있었다고 하더라도 포탈이 사물을 향해 빠르게 움직여서 사물이 포탈을 통과한다면, 면을 기준으로 하는 사물의 상대속도가 빠른 것으로 볼 수 있기 때문입니다.
저두 덕분에 재밌었습니다 감사해요❤️💓
재밌는 주제를 전문지식으로 쉽게 풀이해 주셔서 너무 이해하기 쉬웠고 흥미로운 생각들을 할 수 있었습니다. 항상 잘 보고 있습니다!!
과학 대통합!!! 너무 좋다. ㅠㅠ 긱블, 보다, 범물, 안될 ㅠㅠㅠㅠㅠㅠㅠㅠㅠ
물리 포기자로서 이런 질문들을 보면 학생때는 왜이렇게 재밌게 공부하지 못했나 후회가 많이 되요
김범준 교수님과 긱블에게 너무나 감사드리고 잘봣습니다.
물리는 직접 실험을 해야 경험적으로 습득이 빠르고 재미를 느끼게 되는데, 위험한 것도 있고
여러 학생들한테 여러 시간대에 다양하고 동일한 실험을 같이 보여줘야하니 학교 재정적인 제한도 있겠고,
모든 학생이 그대로 따라오는 것이 아닌 외생변수가 나오면 그것대로 문제될 수 있어
이론 수업만 하는 곳이 많은 것 같아요.
개인적으로도 실제 저런 실험을 하는 걸 직접 보고 동시에 이론수업도 같이 했다면 물포가 안됐을듯^^...
저렇게 설명하는 것까지는 재밌지만 이제 계산해서 문제 풀어야 되면 노잼이라 그런 겁니다
와 진짜 재밌네요 좋은 영상 감사합니다
쇠공이 내려가겠지
1. 물 용량이 같으면 수평
2. 탁구공을 넣으면 탁구공은 물위에 뜨는데 못뜨게 막았으니 왼쪽이 더 가벼워짐. 물에 영향을 미치는 중력 - 뜰려는 부력. 따라서. 오른쪽이 내려감
3. 오른쪽에 쇠구슬을 넣음. 하지만 기둥이 있어서 기둥이 중력에 대해서 값지불함. 저울에 미치는 영향은 0
교수님 엄청 좋아하시네요ㅋㅋㅋ
이런식으로 알아가면 정말 유익하고 너무 재밌는데
이론적으로만 다가가면 흥미가 뚝 ㅋㅋ ㅠㅠ
우와 과학 관심 없던 사람도 관심 갖게 만드시는 교수님의 설명과 순수한 열정, 수드님의 센스도 너무 좋네요😊😊
물리에 흥미가 있거나 공부 중인 학생들(특히 고등학생)을 위해 간단한 설명 덧붙이겠습니다.
교수님 말씀처럼 비커 포함 그 내부 전체를 하나의 '계'로 정의한 후 계의 내력의 알짜힘이 0이라는 관점에서 저 내부에서 무슨 짓을 해도 저울의 값이 "비커, 물, 탁구공의 무게의 합"이 된다는 사실을 분해해서 물체별로 따지기 위해선 부가적인 약간의 물리학적 상식만 추가해주시면 됩니다.
이렇게 힘(N)을 다룰 땐 작용점이 중요합니다. 탁구공을 위로 밀어올리는 힘인 부력은 '물'이 '탁구공'에게 주는 힘(a)이고 이에 대한 반작용으로 부력의 크기만큼의 힘(b)을 '탁구공'이 '물'에게 주게 됩니다.(뉴턴의 법칙 제 3법칙에 의해 a+b=0이 되겠죠?)
실의 무게는 워낙 작으니 무시한다면 저울에 인식되는 무게(질량이 아니라 힘입니다)는 비커바닥이 저울을 누르는 힘의 크기이고, 이는 곧 (비커의 무게 + 물의 무게 + b - 장력)이 되겠지요.
그렇다면 장력(T)는 어떻게 구할까요? 이것도 뉴턴의 법칙 제 1법칙(관성의 법칙)을 아시면 됩니다. 즉, 물체에 가해지는 알짜힘(F)가 0이라면, 물체의 운동상태가 변하지 않는다는 점을 이용하는 것입니다.
탁구공은 정지한 상태, 즉 운동상태가 변하지 않는 상태입니다. 즉 탁구공에 작용하는 알짜힘이 0이라는 뜻입니다. 탁구공에 작용하는 힘은 교수님 말씀대로 탁구공에 작용하는 중력(mg)과 장력(T), 그리고 부력(a)이 있습니다. 즉 알짜힘 F0 = mg + a + T = 0 이 성립합니다. 따라서 장력은 T = -a - mg 가 되죠.
이를 비커바닥이 저울을 누르는 힘의 크기의 식에 대입한다면, (비커의 무게 + 물의 무게 + b - T 이므로, (비커의 무게 + 물의 무게 + b + a + mg)인데, 위에 작용 반작용 법칙에 의해 a+b=0이니 결국 저울의 값은 "비커, 물, 탁구공의 무게의 합"이라는 간단한 결론이 나오개 됩니다.
애초에 계를 묶어서 본다면 이런 과정이 필요 없을지도 모르지만, 이런 분석이 실제로 이해하기 어려운 뉴턴역학 분석상황에서 도움이 되기도 하고, 이런 분석을 좋아하시는 분들도 분명 계실테니 조심스럽게 올려봅니다 ㅎㅎ,,
추가적으로 오른쪽 비커의 경우는 같은 방법을 통해 저울의 측정값이 "물의 무게 + 쇠구슬의 부피에 해당하는 물의 무게"가 됩니다. 일반화하자면, 밀도가 물보다 큰 물체를 아무거나 저런 방식으로 둔다면, 양측 물체의 부피가 서로 다르더라도 물과 물체의 부피의 총합이 동일하다면 저울은 수평을 이루게 됩니다. (비커 무게가 다르다면 총부피에 해당하는 만큼의 물의 무게가 비커의 무게차이만큼 나야하는데 이건 굳이굳이라 생략)
즉, 저울 양측의 같은 비커에 동일한 방법으로 크기와 무게가 다른 쇠구슬을 각각 설치하더라도, 비커의 높이가 동일해진다면 저울은 수평을 이루개 됩니다!! 이런 신기한 추론까지 이어질 수 있으니 여러분들도 흥미로운 다양한 상황들을 생각해보시며 공부해보시길 바랍니다. (꾸벅)
mg (왼쪽) vs 공의 잠긴부피만큼 물 무게(오른쪽)
싸움이군요!
많이 생각하게 되는 재미있는 실험이네요.
과학 덕후들의 찐텐 즐거움 너무 보기 좋아요 !!!❤
수용씨 앞으로도 이런분들 많이 초대해주세요
네...
쇠구슬을 매단 줄이 고무줄이라면 물에 들어갈 때 줄어드는 것을 볼 수 있을겁니다. 부력만큼 장력이 줄어드니까요.
당연한.
@@mygeneral79당연하다고만 볼게 아니라 저 실험결과를 결정하는 힘을 직관적으로 볼수있는 케이스라는걸 설명하는거죠 실제로 일반줄에서는 장력의 변화가 있더라도 합이0이라면 그걸 시각적으로 볼수는 없으니깐요 하지만 고무줄로 바꾸면서 탄성력이라는 힘이 추가돼서 시각적으로 줄의 변화까지 볼수있게 되는거죠
제가 물리를 잘몰라서그런지 쇠공을 물에넣을때 아래로 힘이 작용해서 저울이 아래로 내려가는거처럼보이는데 그런건 아닌가요?
그래서 먼저 세팅을 해놓고 똑같은 기준으로 동시에 같은양의물을 넣어서 비커를 채워야 정확한 실험이 되는거아닌가요?
저는 물리학 석사인데 두 문제 모두 보자마자 교수님이 생각하신 것과 똑같은 예측은 했지만 저걸 쉽게 설명하기를 조금 어려워했는데 쉽게 풀이해주시는 것을 보고 역시 교수님은 다르구나 생각하게 되네요!
모르는 사람 입장에서 설명을 엄청 잘해주시네요
김범준 교수님을 고정게스트로 매주 모십시다
마지막 유압프레스 문제에서 초기 조건 중 하나가 우주공간이었는데 혹시 이 조건을 지구 내로 한정했을 때는 어떻게 될까요? 우주기 때문에 중력이 존재하지 않으므로 A는 불가능하기에 B다 라고 이해했는데 만약 블랙홀과 화이트홀이 존재하고, 중력도 존재하는 가상의 공간이 있다고 했을 때에도 B가 정답이 될 수 밖에 없나요?
진짜 재미있는 실험이네요.
좋은 공부 하고 갑니다.
5년전에.. 수능 물리 공부할때 배기범선생님 교재에서 본 문제같은데 요즘 개정수능에는 부력파트가 빠졌나요?
진짜 공부만 하고 똑똑한 사람들은 대충알면서 허세부리는 사람들의 그런 것들이 없다. 보다에서도 보면 다른 분야의 학자들을 서로 존중하면서 이야기하는거 넘 보기좋음. 벼는 익을수록 고개를 숙인다더니 ㅎ
헛똑똑이들
와 진짜 신기하다👍👍👍
너무재밌네용
두번째 문제는 정지한 물체에 블랙홀이 접근해서 물체가 이동하는건데도 물체에 운동에너지가 있는걸로 해석하는건가요?? (유압프레스 기준 하단부 고정 상단부가 누른다고 생각해서 이런질문을 드려봅니다 궁금하네요)
A가 정지해있고 B가 달려가는 것과, B가 정지해있고 A가 달려가는 것은 본질적으로 같습니다. 그게 상대성 이론이고요. 즉 포탈을 향해 내가 달려가는 것과 나에게 포탈이 달려오는 것은 같다는 의미입니다.
포탈 논쟁의 핵심은 포탈에 입장하는 물체의 운동에너지를 무엇을 기준으로 정의해야 하느냐라는 문제입니다 (reference point 의 관한 문제). 물체가 있는 땅을 기준으로 삼으면 물체가 움직이지 않으므로 운동에너지가 0 이 되겠지만, 물체를 향해 내려오는 포탈의 입장에서 보면 상대적 운동에너지가 발생한다는 것이죠. 또 다르게 해석해보면, 모든 것이 멈춰있고 포털이 위에서 아래로 내려오는 것인가 (A) vs 사실 포털은 멈춰있고 나머지 모두가 위로 올라가고 있는 것인가 (B) 라고 생각할 수도 있습니다. 주어진 system 바깥에 reference point 가 없기 때문에 둘 중 무엇이 정답인지 정확히 알 수 없고, 각 이론별로 reference point 를 설정하는 근거가 무엇인지 토론하는 것이 재밌는 주제인 것 같습니다.
그런데 땅을 달리는 자동차나 땅이없는 비행기와 배는 움직이는데요?
RP를 정의할수없는건 실험자 입장에서 관점이지, 사실 모든것은 조건이맞아야 물리적 사건이 일어난다에 중점을 준다면, 하늘에서 우리는 자이로스코프와 나침반을 만들어 비행기로 방향를 찾아 이동할수있고
자동차같은경우 땅이 기준으로 나침반만 있으면 목적지까지갈수있지않나요?
와 영상 재밌게봣는데
이댓글 보자마자 과학 왜싫어했는지
대학교 교양수업도 왜싫어했는지가 바로 기억났가
@@Davaraya 주장하고자 하시는 바를 정확하게 이해하지 못하겠습니다. 말씀하신 모든 상황은 RP가 존재하는걸요.
문제가 애초에 상황을 자세히 설명을 안해놨고 어느 상황이냐에 따라서 정답이 나눠지니 교수님은 애초부터 상황을 잡고 시작하신거군요 제가 이해한게 맞나요?
상대성이론을 바탕으로 생각하면 둘의 차이는 없다고 생각됩니다.
물체가 움직이건 포탈이 움직이건 결과적으로 나가는 포탈을 기준으로 관측할 때는 두 움직임에 차이가 없습니다.
감사합니다 나는 생각보다 멍청하다는걸 알게 됐습니다 아이큐 두자리올림
이런거가 뭐가중요함 ㅋㅋㅋㅋㅋ
@@user-ox1nx4wd2d 나의 동지인가요
젊다면 된겁니다
천재시네요 저는 한자리 입니다
@@user-ox1nx4wd2d님한테 중요한건 뭐임?
영상 잘 보았습니다.
제가 이해한 것이 맞다면 탁구공이 들어간 비커에 탁구공을 빼고 부피는 같으면서 물 속 중간에 있을 수 있는 물체를 넣는다면 저울이 수평을 이루는 것이 맞을까요?
휴... 보다에서 김범준 교수님의 재미있는 물리 이야기 듣고 물리공부 해볼까 하다가
긱블에 나온 김범준 교수님의 저울문제 이유듣고 접었습니다. 감사합니다. 휴~