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운동과 속도

  • [스미스의 탐구생활] 우주를 향해 로켓을 날려라! “3, 2, 1, 발사!” 카운트다운이 끝나자 ‘쿠아앙~, 쾅!’ 하는 폭발음과 함께 로켓이 하늘로 솟아올라요. 무게가 100t이 넘을 정도로 무거운 로켓이 어떻게 중력을 이겨내고 우주 밖으로 갈 수 있는 걸까요? 그 비결은 ‘작용-반작용’ 법칙에 있어요. 작용-반작용 법칙은 뉴턴의 운동 제3법칙이에요. ‘물체 A가 물체 B에 힘을 주면(작용), 동시에 물체 B도 물체 A에게 크기는 같고 방향은 반대인 힘을 준다(반작용)’는 내용이지요. 로켓이 발사되는 과정을 보면 로켓의 끝부분에서 가스가 뿜어져 나와 땅을 힘차게 밀어내요. 그럼 로켓은 가스가 땅을 밀어낸 힘의 반작용으로 지표면을 밀며 위로 올라갈 수 있는 거랍니다. 이 힘을 ‘추력’이라고 해요. 100t이 넘는 로켓이 위로 오르기 위해선 엄청난 양의 가스가 한꺼번에 뿜...
  • [Knowledge] 꿈틀대는 강속구의 비밀 유료 투수의 손을 떠난 야구공을 상상해보자. 이 공이 움직일 궤적을 그릴 때는 투수가 미트를 향해 직선으로 던진 힘 외에도 공을 지표면으로 끌어 당기는 중력을 고려해야 한다. 따라서 투수의 손을 떠난 공은 앞으로 나아가며 떨어지는 포물선을 그릴 것이다. 그런데 실제 야구 선수들이 던진 공의 궤적은 이 가상의 궤적과 일치하지는 않는다. 투수가 공을 던질 때 생기는 공의 회전 때문이다. 그리고 가상의 궤적과 이 실제 궤적의 차이를 우리는 무브먼트라고 부른다. 휘어지는 직구는 없다 테니스나 탁구를 해본 적 있다면 이해하기가 한결 쉬울 것이다. 공의 윗부분을 때려 탑스핀(12시에서 6시 방향으로 회전하는 경우)이 걸린 공은 스핀 때문에 생각보다 공이 빨리 떨어지고, 반대로 백스핀이 걸린 경우엔 생각보다 늦게 떨어진다. 공기저항에 의해 생기는 마그누스 효과 때문이다....
  • ➍ 화성행 우주선‘우주 트랜스포머’ 화성탐사선 1년 반 전 일이 생생하다. 나는 국제 화성탐사대 12명의 일원으로 탐험에 나섰다. 한국의 화성탐사 우주인으로 선발된 지 10년 만의 일이었다. 12명의 우주인들은 미국 케네디우주센터에서 100t의 화물을 지구 저궤도에 올릴 수 있는 강력한 SLS 로켓을 타고 우주로 향했다. 우리는 발사 10분만에 고도 200km의 궤도에 도달했고, 본격적인 무중력을 경험했다. 반나절 후 400km 궤도로 올라갔다. 그곳에서는 1주일 전 발사돼 궤도에 머무르고 있던 여러 우주선들이 기다리고 있었다. 미국, 일본, 러시아 등 전세계의 많은 국가들이 이번 화성탐사에 참여하면서 쏘아 보낸 화물선과 착륙선, 우주선들이었다. 한국도 개량형 한국형발사체 KSLV-3에 자체 개발한 각종 컴퓨터와 통신장비, 화성차량 등 50t의 화물을 실어 고흥 나로센터에서 발사했다. 우리는 발사 후 1주일 동안 400km 궤도를 ...
  • [어린이과학동아 기자단] 알고 나면 매력이 두 배! 야구의 모든 것 유료 야구의 기본 규칙 ‘야구왕 허슬기’를 좋아하는 친구들은 이미 야구 규칙을 알고 있을 거예요. 야구는 9명으로 구성된 2개 팀이 9회 동안 경기하며 점수를 얻는 스포츠예요. 타자가 공을 친 후 ●진루해 3루를 모두 돌면 1점을 획득해요. 타자는 스트라이크를 3번 당하거나 타자가 친 공이 땅에 닿기 전 포수가 공을 잡으면 아웃됩니다. ●진루 : 야구에서 주자가 앞 베이스(누)로 진출하는 것을 말한다. 야구 장비 : 배트, 글러브, 공 ❶ 배트 : 야구 배트는 나무, 알루미늄, 티타늄 등으로 만들어요. 나무 배트는 타구력이 강하지만 부러질 위험이 있죠. 반면 알루미늄 배트는 나무 배트보다 타구력은 약하지만 가벼워요. ❷ 글러브 : 글러브는 수비수가 공을 잡기 위해 착용하는 보호 장치입니다. 포수가 사용하는 글러브는 강하고 빠른 투수의 공을 잡기 위해 일반 글러브보...
  • [수학뉴스] 비 냄새 원인은 빗방울 속 알갱이 비가 오는 날엔 비릿한 특유의 비 냄새가 나지요? 최근 이 비 냄새의 원인이 밝혀져 화제입니다. 미국 매사추세츠공대 기계공학과 컬런 뷰이 교수와 정영수 연구원은 최근 빗방울이 떨어질 때 일어나는 현상을 세밀하게 관찰해 비 냄새가 나는 이유를 밝혔습니다. 이 논문은 지난 5월 7일 미국의 과학전문지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 실렸습니다. 연구팀은 수학모델을 이용해 다양한 속도로 빗방울을 떨어뜨리는 실험 장치를 만들었습니다. 그리고 물방울이 땅에 떨어질 때 어떻게 움직이는지 관찰했습니다. 물방울에서 솟는 거품과 안개처럼 뿌연 물 알갱이를 관찰했지요. 초고속카메라로 촬영해 분석한 결과 빗방울이 땅에 떨어져 납작해지는 동시에 그 안에 무수한 공기방울이 생깁니다. 그리고 공기방울이 물방울 표면으로 솟구쳐 올라 터지면서 물 알갱이를 잔뜩 퍼...