배가 다리 위 수로를 건널 때 다리가 버텨야 하는 무게는 늘어날까? (공학적인 면접 질문)
HTML-код
- Опубликовано: 10 сен 2024
- 최근 여러 온라인 커뮤니티에서 배가 다리 위 수로를 지날 때 다리가 버티는 무게의 변화에 관해 묻는 내용으로 논쟁을 벌였습니다. 정말 다양한 의견이 나왔는데, 과연 다리가 버티는 무게의 변화는 어떻게 될까요?
* 긱블의 실험 : • 다리가 버티는 무게는 증가할까?
- 사물궁이 유튜브 채널 구독 : / @smgi
- 사물궁이 시리즈 정주행 : • [사물궁이] 전체 영상 모음
- 궁금증 제보 : forms.gle/xT6H...
- 유튜브 멤버십 가입 : / @사물궁이
- E-Mail : facebookspeedwg@gmail.com
※ 참고자료·논문자료·자문 등 도움
- 서울대학교 기계공학부 박사과정생 @엔너드 EngNerd
: / @engnerd7304
- 문제 출제자 페이스북 페이지 @공학적인 시각자료
: / engineering.diagrams
- White, Frank M. "Fluid Mechanics, McGraw-Hill." New York (1994).
- Physics and the Magdeburg Water Bridge
: www.wired.com/...
- The Scale at the Bottom of a Pool
: www.wired.com/...
▪ 배경음악
: After the Soft Rains - South London HiFi
: We March Together - Patrick Patrikios
▪ 애니메이션 감독 : Studio H
▪ 음향효과 : 상업적 목적으로 이용할 수 있는 공정자료 이용 및 자체제작
▪ 기타 사진·영상 : 상업적 목적으로 이용할 수 있는 사진과 영상 이용
#사물궁이 #궁금증 #호기심 #과학 #정수압 #부력 #아르키메데스 #마그데부르크수로 #공학적인면접질문 #논쟁
Copyright. 사물궁이 잡학지식. All rights reserved
![화재 현장에서 생존 확률 높이는 방법은? [행안부X사물궁이]](/img/1.gif)
마! 궁이! 우리가 니 시다바리가?
어디 보자 괜찮은 다리가 어디있지..?
ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
ㅋㅋㅋㅋㅋㅋ 다리까지 만드는 긱블
이 채널은 무료로 해줍니다
ㅋㅋㅋ 이제는 또 어떤 대단하신걸만드실까?
우연히 문제 출제자분과 연락이 닿았습니다. 출제자가 생각한 답을 말씀드리면 '교과서적인 답안은 일정하다가 맞으나 배가 충분히 크고 빨라서 다리 밖의 충분한 양의 물을 다리 지점으로 밀고 들어오면 일시적으로 늘어날 수도 있다.'입니다. - 문제 출제자 페이스북 페이지 @공학적인 시각자료 -
3:56 긱블이 해줄겁니다ㅋㅋㅋ
"직접 눈으로 확인해보길 바랍니다" ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ 긱블로 토스&이관 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
긱블이 해주겠죠~?
묻지도 따지지도 말고
TOSS~
'그' 가 해주겠죠?
교량 설계 시공 관련 일을 하는 전공자로써 말씀 드립니다.
문제는 다리가 '버텨야 하는 무게' 는 늘어날 까 입니다.
답은 늘어난다 입니다.
1. 하중은 크게 활하중과 사하중 두가지로 나눌 수 있습니다.
활하중은 움직이는 하중으로써 설계시 실제 하중에 1.6배수 한 값이 힘으로 작용한다 봅니다.
사하중은 움직이지 않는 하중으로써 설계시 실제 하중에 1.2배수 한 값이 힘으로 작용한다 봅니다.
물이 흐르면서 발생되는 하중보다 중 하중의 선박이 움직이면서 발생되는 하중이 현저히 크므로 선박을 활하중으로 적용함이 맞다 생각하면 물이 있을때 보다
1.2 * x = 1.6
x = 1.333
선박이 지나가며 33% 교량이 '버텨야할 무게'가 늘어납니다.
2. 파도에 의한 힘
배가 지나가면서 난류도 생길테고, 와류도 생길테고 파도에 의한 응력도 발생하게 됩니다. 파형고에 따라 측벽에서 받는 하중이 늘어나면서, 그에따른 정,부모멘트에 의해 교량이 '버텨야할 무게' 또한 늘어납니다.
이는 선박의 하중과 부피, 측벽에 구성요소와 구조 형식, 교각 지지 방식에 따라 바뀌므로 단순 계산으론 나올것 같지 않지만 선박 진입 전 보다 최소 10% 이상은 늘어날거라 보여 집니다.
결론 : 교량이 버텨야 할 무게는 늘어난다.
좋은 말씀이지만 하중과 무게를 구분해야 될 것 같네요
@@metlagod12 '다리가 버텨야 하는 무게' 라고 문제에 적혀 있어서..
@@osf5231 하중은 물체에 작용하는 외력들을 일컫는 말이고 무게는 질량*중력가속도라는 고유 물리량과 관련된 좀 더 특정한 양이죠. 둘 다 힘의 차원이라 하중을 무게처럼 표현할 수 있지만 엄밀히는 구분되죠. 건축에선 구조물이 갖춰야 할 것들을 종합해서 판단하는것이 중요하니 굳이 구분을 하지 않는 경향이 있을 것 같긴 하네요.
현실에서는 영상속 가정상황과 약간 다릅니다…
배의 이동시 상황에 따라 많은 변수가 있습니다.
배가 이동하면서 앞면의 물을 밀어내기 때문에 배가 다리 진입시에 다리 위의 물이 일시적으로 많아집니다.
때문에 다리위 하중은 일시적으로 상승 합니다.
이 때 다리위 수로의 폭이 배에 비해 넓을수록 하중상승의 차이가 적어지고,
반대로 좁아질수록 하중상승의 차이가 많아집니다.
또한 다리의 일정 시점을 넘어갈 경우 반대로 배가 배 정면의 물을 다리 밖으로 밀어내고 배 후면의 물이 아직 덜 차올라 다리 위의 하중은 일시적으로 감소 합니다.
이 역시 다리위 수로의 폭에 따라 변화량이 다릅니다.
여기에 수로속 물이 흐르는 방향에 따라서도 변화의 차이가 발생 합니다.
영상 속 예시 에서는 물이 정지상태인 것으로 가정 하였으나 현실의 수로는 물이 특정 방향으로 흐르는 상태 입니다.
배의 진행방향과 수로 속 물이 흐르는 방향이 같으면 위에서 언급한 하중변화가 상대적으로 적어집니다.
반대로 진행방향과 반대라면 물의 적체현상이 두드러져 하중변화가 많아집니다.
이러한 특성으로 운하의 경우 배의 진행방향과 같은 방향으로 물을 흘려 보냅니다.
이걸 이해하고 나면 수많은 응용문제가 발생 합니다.
배의 속도에 따른 변화
배의 크기와 수로폭에 따른 변화
수로 바닥면과 수로 측면의 형태에 따른 변화
두 배가 서로를 마주보고 반대방향으로 지나갈 경우의 변화
정지해 있는 배 옆으로 다른 배가 지나가는 경우의 변화
이 외에도 수많은 변수에 따라 다리의 하중은 수시로 변화 합니다.
사회부적응자ㅋㅋ 멀해도 지가말하는게 진리ㄴㄱ??
@@user-dh8py2gv2e 뭔 개소리여 그냥 물리잖어.
유체역학 좀 찍먹 해봤으면 누구나 내가 하는 말이 뭔말인지 알껀데 뭔 사회 부적응자같은 개소릴 짓걸이는겨 ㅋㅋㅋ
@@user-dh8py2gv2e 사물궁이가 오피셜로 수긍했는데 구독자수많고 유명하면 무조건 믿는 잼민 쉨
수업시간에 자지 말껄 기억이 안난다
유체동역학 얘기하는데 현실변수 거론하는거 보면 사회부적응자 맞지 뭘
원작자입니다. 긱블이 나선다니 스케일이 좀 커졌네요 ㅋㅋㅋ 영광.. 저는 페이스북에서 이과 드립 페이지를 운영 중입니다. 이공계 여러분의 많은 관심 부탁드려요!
올려ㅕㅕㅕㅕㅕㅕㅕㅕㅕ
👍👍
오 진짜 계시네ㅋㅋ
덕분에 열심히 공부했습니다. 감사합니다!
나만 알고있던 페이지였는데 ㅠㅠㅠ
저 궁금한 게 있는데요. 이건 배가 앞으로 진행될 때를 가정한 결과인가요?
만약 저울 위에 수조가 있고 일정량의 물이 수조에 들어있을 때, 그 수조에 일정 무게의 배를 올려 둔다면,
배의 무게 만큼 저울의 눈금은 아래로 내려갈 텐데, 그건 배의 무게만큼 아래로 가해지는 힘도 커진다고 볼 수 있지 않을까요?
영상에서 [다리에 작용하는 힘(=압력X면적)은 배가 있더라도 일정하다]라고 하셨는데,
이부분이 잘 이해가 가지 않습니다. 물의 높이와 밀도, 중력가속도만 표기하셨는데, 배의 무게는 어디로 간 건지 궁금해요.
다리 위의 수로에 배가 올라간다면 배의 무게만큼 다리가 받는 하중도 커지겠지만, 그 무게를 수로의 물 전체가 받치므로
다리의 하중 변화는 유의미하지 않다, 그런 의미일까요?
아니면 부력에 의해 배의 무게가 상쇄된다는 의미인가요?
영상의 내용이 잘 이해가 가지 않아 댓글을 남겨봅니다.
사물궁이님 궁금한게 있는데요. 진통제를 먹으면 통증이 줄어드는데 매운맛도 고통(통증)이니까 진통제를 먹으면 매운맛이 덜맵게 느껴지나요? 궁금해요!
진통제는 마취제가 아니라서 혀의 통각을 마비 시키진 못할것 같네요
예를 들어 진통제를 먹는다고 누가 꼬집는걸 느끼지 못하는건 아니니까요
위에 설명란 보시면 사물궁이님 한테 주제 추천 할수 있는데 거기로 가셔서 주제추천 해보세요^^
마취제라면 가능할지도...
마취제는 신경전달을 차단시켜서 감각을 마비시키는 거고, 진통제는 감각을 마비시키는게 아니라 발열이나 염증반응에 작용하는 효소를 억제시키는 원리입니다.
즉, 진통제의 '진통'의 의미는 통각을 말하는게 아니라 '감기걸려서 아파' 할때의 아픈걸 의미하는 거라서 매운맛과는 관련이 없습니다.
@@suwankim2348 감사합니다!
사물궁이님 제가 너무 궁금한게 있습니다
번개가 치면 왜 전화이나 카톡 메세지가 먹통일 때가 있습니다. 그런 현상이 왜 일어날까 그게 궁금합니다!
ruclips.net/video/0qRTiYzGHdw/видео.html 이런 영상이 있습니다 물컵에 뭔가 물체를 넣으면 그게 떠있는 가라앉아있든 무게는 늘어납니다.
영상에서 무게가 늘어나지 않는다는 조건은 밀려난 물이 다른곳으로 퍼지기때문에 무게가 늘어나지 않는다는 가정입니다. 근데 배가 지나가면서 밀려난 물이 다른곳으로 퍼져서 수로를 빠져나가기 까지 얼마나 걸릴까요? 우리가 인식하지도 못할정도로 순식간에 물이 수로 밖으로 밀려난다면 무게는 늘어나지 않을겁니다. 근데 그런게 실제로 가능한가요? 배가 수로위를 지나가는 동안에는 아마 밀려난 물이 수로밖으로 모두 퍼지지 못할겁니다. 그러므로 배가 수로위를 지나고 있을때는 무게가 늘어난다가 정답일겁니다. 배가 수로위에 뜬채로 밀려난 물이 모두 퍼져서 고정될때까지 가만히 있는다면 무게가 안늘어난 상태겠죠. 하지만 배가 수로위를 지나고 있을때는 무게가 늘어난다가 정답입니다
추가하자면 배가 물에 떠있으면 그 잠겨있는 만큼 바다 밑 땅부분이 받는 무게는 늘어납니다. 바다 전체로 봤을때 그게 의미가 있냐라고 한다면 바다 전체에 비해서는 아주 적은 무게이니 당연히 의미 없죠. 하지만 어쨌든 무게는 늘어난다는게 정답입니다
배를 갑자기 다리 위에 퐁당하고 띄우는게 아니라 다리밖에서 띄워져 있는 상태에서 지나가는 거기 때매 무게는 이미 고정 되어 있습니다
@@tokku3051 그 고정되어있다는게 수로안의 무게와 수로밖에 배가 오는곳의 총 무게는 같겠죠 영상의 문제는 수로의 무게입니다 다음은 댓글 다시 읽어보시면 될겁니다
이게 맞지.. 이상적인 상태에서는 그대로겠지만 실제는 증가함. 문제가 조건을 정확히 줘야지 너무 애매하게 준 문제라 논란이 되는거지..
물에 물체를 넣어서 띄운다 이게 아닙니다. 물에 물체를 넣고 나서 그 물체가 어느 위치에 떠있든지 항상 바닥에는 같은 무게만 작용한다 이소립니다. 물체의 무게가 사라지는게 아니구요. 순식간에 빠져나가는게 아니고 매우 천천히 빠져나가는 상황이구요. 문제 이해를 잘못하셨네요
혹시 실제로 저런 경우가 있긴한가요? 파나마 운하 같은 경우도 생각해보면 다리로 연결되었다기 보다는 댐을 만들고 높이를 바꾸는 경우다보니까 실제에서의 고려가 필요한 경우가 무엇인지 궁금합니다
유럽 일부 국가들은 내륙에 수로를 내서 배가 화물을 싣고 내륙까지 다니거나 여객선들이 다니기도 합니다. 그래서 그 수로 밑으로 도로가 지나는 곳들도 있어요~ 그런경우 문제처럼 수로 다리가 놓여져 있어요
@@25eo 알려주셔서 감사합니다 :)
이 원리를 이해하고 영상으로 내용을 풀어서 재밌게 만들어주시는 궁이님이 정말 대단하다고 생각함요
🍙🍙🍙
컨텐츠 너무 잘 보고 있습니다. 제보해요 너무궁금한게 생겼어요. [니나니나니고릴라다(엘리제를 위하여 개사)] 노래는 언제부터 우리나라에서 시작되었고 어떻게 부르게 된건가요?? 아직도 부르는 거 같더라구요..
수로의 의미가 잠긴 배의 부피만큼의 물이 제거된다는 의미라는 것을 설명해야 헷갈리지 않을 것 같내요
그쵸 이게 빠졌음 그 물이 주변의 수면을 올리다던지 하면 하중은 늘어날태니
예를 들어 물컵안에 장난감배 띄우고 물컵안의 물높이가 높아진채로 무게를 재면 당연히 더 무겁게 나올태니까요
2222222
그러니까요
부피가 아니고 질량아닌가요?
@@user-bu3wv6jk9h 그러네요 ㅋㅋㅋㅋ
안녕하세요 비슷한 게 생각나서 그러는데 변기물 절약을 위해 변기물탱크에 벽돌을 넣기도 했었는데 진짜 절약이 되나요? 느낌이 항상 정해진 물양이 나가게 설계되어서 나간만큼 채워져야 하기에, 처음에 벽돌 넣었을 때만 효과가 있을거 같아서요.
됩니다 정해진게 아니고 이것도 부력장치로 일정량이상차면 뜨면서 물이 막힙니다. 벽돌부피만큼 물이덜차도 빨리 장치가 떠서 막겠죠?
유체역학 까지 고려하면 얘기가 달라지는데 너무 많이 들어가나요? 배가 이동하기 때문에 유속이 형성되고 그 유속으로 인한 압력 변화 그리고 다리 위의 운하는 저수심이기에 천수효과와 측벽현상까지 봐야 하는데
저도 이생각했어요ㅋㅋㅋ
사물궁이님 궁금한게 있는데요
내가 말할때 목소리는 괜찮은거 같은데 내 목소리를 녹음한 후에 따로 들어보면 왜 이렇게 낯설고 이상하게 느껴지는걸까요??
궁이형 또 긱블 괴롭히네 ㅋㅋㅋㅋ
음.. 저는 공부 못하는 한 사람으로
영상 보기 전에 생각한게
물이 다라(통)에 담겨있고 그 위에 배가 있다면 무게가 늘어나고?
넓은 바다에서 배가 있다면 늘어나지 않다고 생각했는데
이건 맞나요?
예를 들어서 통 안에서도 안늘어난다면 물에 떠 있기만 하면 된다고 가정했을 때 수억톤이 나가도 통과 물의 무게만 버티면 되는거니가?
음..
그냥 잡생각을 해보았습니다..
감사합니다..
좁은 곳이어도 넓은 바다여도 무게는 늘어납니다. 무게의 변화가 미미하다 이게 핵심이 아니고 위치변화에 따라 가해지는 무게의 변화가 있냐 이게 문제입니다.
이해하기 쉽게 설명해주셔서 궁금증이 해결되었습니다.
감사합니다.
유익한 영상들 재밌게보고있어요 ㅎㅎ 야광스티커에 대해서 궁금한데 어두운데서 볼때 스티커 주위를 쳐다보면 눈에 띄는데 야광스티커를 딱 쳐다보면 잘 안보여요 왜그런지궁금해요 !
그거 고딩 생물시간때 배워용
그럼 잠수함이 바닥 바로 위에 떠있는 경우는 무게에 변화가 생기나요?
결국 뜬다는 것 자체가 해당 위치의 밀도가 물의 밀도가 동일하기 때문에 (해당 부피만큼의 무게가 동일한 부피의 물과 무게가 동일함) 정수압의 세기는 동일하여 변화는 없을 겁니다. 그냥 간단하게 잠수함이 지나간 밑의 물고기들이 납작해지지 않는다고 생각하면 됩니다.
@@oim4325 오 단박에 이해됐어…1타 강사
사물궁이님! 좀 궁금한게있어서 의뢰 하러왔습니다!ㅎㅎ 베게에 누우면 머리카락이 왜 지퍼를 열수있는 손잡이에 걸리는지 궁금해용! 이렇게되면 머리카락도 잘안빠져서 아프거든요..😭😭 제발 알려주셨으면 좋겠습니다용!😄
사물궁이님! 모르는것을 알려주셔서 감사합니다~~
코로나 조심하세용~
배가 추진할 때 생기는 힘이 파동으로 다리에 영향을 주겠으나,면적이 넓어서 실제 전달되는 압력은 미미하니 무시할 수 있을듯.
0)고체의경우는
한방향으로 힘을주면
동일한 방향으로 힘이 작용하지만,
액체의 경우는
한방향만으로의 힘전달이 안된다
(대형선박 밑에서 수영을 해도 그 무게를 느끼지못한다)
1)배의 전체무게=배가 물에 잠긴부분의 부피에 해당하는 물의 무게
2)배가 물에 뜨면서 배가 물에잠기는 부피만큼의 여분의 물은 어디로 가야한다.
3)해당하는 여분의 물은, 물의 수위가 증가하는 쪽으로 작용한다
4)물의 수위증가는 어느한부분만 부분적으로 증가할 수 없고,
연결되어있는 모든 물의 수위증가로 이어진다
**요약하자면 배를 물에 띄웠다는것은,
배의 무게만큼의 물을 다리위에 부은것과 동일한 상황이 된다
5)만약 물이 다리위에만 있다면(다리의 입/출구가 막혀있다면),
해당하는 수위변화는 다리위의 물에만 해당하므로 100% 무게증가가된다
6)총 물의 표면적이 다리위 물의 표면적의 2배라면,
다리위의 수위증가는 50%만 적용되므로 50%무게가 증가한다
7)다리위 물과 이어진 전체 (강/바다)물의 표면적이 넓으면 넓을수록
배가 물속에 잠긴부분의 부피만큼의 증가한 물로인한 수위증가는 1/n으로 점차 작아진다.
8)전체 이어진 강/바닷물의 표면적대비
다리위의 물의 표면적은 무시할만한 수준이므로
다리위에서의 수위증가는 극히 미미하고 0에 가깝게 수렴한다
9)물위에 배가 없다가,
배를 조선소에서 만들어서 물위에 띄웠다는 가정하에
위와같은 생각을 할 수 있으나
다리가 생기기전부터 해당 배가 다른 강/바다위를 운행중이었다고 치면
위에서 논한 "미세한"수위증가도 없을것이므로
다리에 걸리는 무게의 변화는 0이된다
10)오늘도 전세계 수백곳의 조선소에서 배를 만들어서 띄울수록
새로만들어지는 배의 무게*(다리위표면적/지구전체바다표면적) 만큼의 무게가 다리위에 증가하고있다
이유는 새로만들어지는 배의 무게만큼 수위가 증가하고있기때문이다
(물론 증발,구름,비 이런거는 제외하고 생각하자)
정답 알려드립니다. 정역학적으로는 동일하나 동역학적으로는 늘어납니다. 배의 운동에너지가 수로 내벽에 파력이 작용 하는것을 고려해야 합니다. 특히 수로 바닥 부분의 영향은 적으나 측벽 부분의 영향이 커서 모멘트로 전도되는 힘이 작용합니다. 토목구조공학에서는 쉽게는 동적 하중계수로 환산해서 적용하고 실제 수리모형시험을 통해 결정하는 경우도 많습니다.
정역학적으로도 늘어나죠
@@user-vt2gs2fp9g 정역학적으로 일정합니다. 문제는 배가 지나갈때를 물어보고 있어요. 배가 처음 올려놓아질때는 당연히 무게는 증가합니다.
질문을 다르게 해보면 어떨까요? (실생활에서 이해할 수 있게)
만약 2층인 집에 욕조가 있고, 그 욕조에 물이 반이 차 있습니다. 여기에 사람이 들어갔을때, 물이 넘치지않는다면, 아래층에서 받는 무게는 더 늘어날까요?
당연히 늘어나는거 아닌가요?
사람은 애초에 2층에 있었는데 2층에서 욕조에 들어갔다고 1층에서 받는 무게가 늘어나나요?
해당 문제는 이미 배가 물위에 뜬 상태에서 이동할때 생기는 무게변화가 없다는 사실을 가지고 낸 문제입니다.
선생님께서 말씀하신 비유와는 전혀 맞지 않는 설명입니다.
만약 비교하려면 이미 큰 욕조에 사람이 둥둥 떠있는데 욕조에서 헤엄치고 있는 상황에서 욕조 바닥에 가해지는 무게 변화가 있냐 이걸 생각하시면 됩니다.
예전에는 편하게 흘리면서 들어도 될 법한 내용들이었는데 이제는 집중해서 듣지 않으면 하나도 모르겠다 ㅋㅋㅋㅋㅋ
고등학교 물리 교과과정 유체역학만 간단하게 배워도 알아들을 수 있는 내용이긴 합니다....!!
@@Riemannian_integral 그걸 돈벌이에 쓸일이 없는 직종은 시간지나면서 가물가물해짐
@@Riemannian_integral 최근에 교육과정이 개편되면서 요즘 고딩물리엔 유체역학 관련 내용이 물1 물2 둘 다에서 빠졌어요 베르누이 재밌었는딩
잠겨있는 같은 부피의 물이랑 비교해서 콘테이너같은 무거운 물건이 차있으면 밀도가 높아서 다리에 붙는 하중도 늘어날줄 알았는데 차이가 없구나. 그냥 공기중 무거운 물건을 헬륨풍선에 메달아 놓고 무게 재는것이랑 비슷한 개념인건가. 그럼 똑같은 다리위를 물위에 띄우지 않고 콘테니어를 싣은 탱크가 물밑 다리위로 바퀴를 끌고 지나간다면 하중은 늘어나겠죠?
평소엔 하나도 안 궁금하다가 썸네일 보면 궁금해지는 마법의 채널
자전할때 소리가 나나요??
내부에서의 마찰 정도 말고는 자전할때 대기도 같이 자전을 하니까 다른 마찰이 크게 존재하지 않아서 소음이 거의 없는거지 않을까요??,
질문있습니다. 한식뷔페 같은 곳에서 음식 남기면 벌금이라고 하는데서 음식남기고 벌금안내면 위법인가요?
ㅋㅋㅋㅋ 사물궁이는 이론으로, 긱블은 실험으로~ 재미지군요~
근대 배가 다리위를 지나가면 너울이 지면서 물이 정지해있지 않은대 정수압으로 해석하는게 맞는건가요?
물으 ㅣ압력대비 너무 약한힘이라 의미가 없는 수준인건가?
너울이 져도 높이에 따라 다른 압력을 지닌 물기둥의 각 면적에 따라 적분하는 거라 평균 압력으로 칩니다. 그래서 너울이 져도 정수압과 같다고 봐도돼요.
토끼와 거북이가 잠수통 주고가는거 ㅋㅋㅋㅋ귀여워 🥺
자라 아니였나
토끼야도망쳐래ㅜㅜㅋㅋ
저울위에 양동이를 얻고 그 양동이에 물을 붓고 저울을 측정합니다. 다시 물 위에 배를 띄우고 저울을 측정합니다. 이 두가지 저울의 측정값은 같을까요? 다를까요?
좋은 접근입니다. 👍
조건을 좀만더 다듬으면 답이 나오는데요 양동이에 물을 완벽하게 100%채운 상태에서 그 물 위에 배를 띄운다면 어떻게 될까요? 물이 넘치겠죠?
그 물이 넘친 양은 유레카 원리로 방금 물위에 띄운 배의 무게만큼이 됩니다.
잠깐은 저울이 변하겠지만 물이 다 넘치고 나면 무게는 처음 상태로 돌아옵니다~
이번편 만큼은 너무 어려워서 이해하기가 힘들었네요 ㅠㅠ
만약에 다리가 가진 수심이나 너비에 거의 딱 맞아서 약간 스치듯이 지나가는 배가 있다면 다리에 직접적으로 닿을때는 다리에 힘이 가해지나요?
그렇더라도 배 앞뒤로 결국 물이 밀려나 배가 떠있다는 것은 변함 없기 때문에 무게에 변함이 없을거 같은데요. 만약 배 앞뒤로 물이 갇힌 운하같은 구조라면 또 이야기가 달라지지 않을까 싶습니다.
유체역학에서 나오는 이론적으로는 벽에 전단력이 안 가해져야 정상이겠지만, 현실에서는 어느정도 가해짛 것이고 그 전단력에 의해, 고체역학적으로 푸아송비가 생기면 추가 하중이 발생할 듯 하네요.
무게가 일정한거는 수면의 높이가 일정할 때 그렇지 않을까요? 다리 위의 경우에는 넓기 때문에 수면의 상승이 매우 미비할 것이지만 긱블이 만든 환경은 유한한 환경일테니 물체가 잠기면 수면이 상승할테고 그럼 수면의 높이에 비례하는 압력은 높아질 것 같네요.
맞습니다.
배 모형을 다리 밖에서 띄우고 나서 배를 지나가게 하면 됩니다. 다리 밖에서 띄운 상태에서 이미 수면이 상승했을 것이기 때문에 괜찮을거에요.
저도 같은 생각입니다. 수면 상승은 아주 미미하겠지만 이론적으론 상승하는게 맞으니까요.
@@syson1604 아녀 다리를 지나간다는 상황 자체가 이미 배가 물에 떠 있는 상태에서 다리로 진입하는 상황이기 때문에 다리를 지날때 해수면이 상승하는게 아니구요, 결론적으로 봤을때 해수면의 높이가 다리를 지난다고 높아지는게 아닌거죠.
커다란 대접에 물은 받아놓고 체중계에 올려둔뒤 돛단배를 띄우면 돛단배만큼의 무게가 추가되는겨 안되는겨? 안된다는건가?
만약 닫힌 계, 쉽게 말하자면 사방이 막힌 통 안에서 실험하는 경우에도 동일하게 정수압으로 설명이 가능하겠네요. 부력과 무게가 평형을 이루는 선까지 물체가 잠기면 그 부피만큼 수위가 올라갈 것이고 그만큼 수심이 깊어지니 바닥이 받는 정수압은 높아지겠습니다.
압력이 증가하면 다리가 받는 힘은 커지는거 아닌가요?
@@jhkim3269 영상의 가정은 사방이 트여있어 물이 빠진다는거고 제 가정은 사방이 막혀있어서 물이 빠지지 않는 경우를 논하고 있습니다. 정수압도 압력의 일종이고 제 가정의 최종결론은 이런 상황에서는 다리가 받는 힘이 늘어난다고 적어놨는데 어떤 부분이 궁금해서 질문하신건가요?
@@jhkim3269 닫힌계면 힘은 커지고 수로같이 열린계면 변화가 없는거임
애초에 고전역학에서는 질량이 보존 되는데 닫힌 계에서는 하중이 늘어나는 건 당연한 거지
@@user-yd5hc6jb6x 일단 이 영상의 주제가 정수압이라는 걸 다시 한 번 생각하고 오시면 좋겠네요. 질량이 보존된다 하심도 엄밀하게 따지면 정확한 원인이 아닙니다. 바닥이 받는 압력은 물체의 질량이 일으킨 행위가 아니기 때문이죠. 예시로 여전히 물체를 넣기 전과 후가 동일한 닫힌 계라고 가정한 상태에서 조건에 자석을 추가하면 어떻게 될까요? 만약 넣는 물체가 반자성을 가지고 있거나 극이 반대라면 자석의 자력을 조정해서 완전히 부유시킬 수도 있을겁니다. 이러면 물체를 넣기 전후로 계의 질량은 추가되었지만 바닥면이 받는 압력은 변함이 없겠죠. 혹시나 해서 말씀드리지만 압력의 실체는 바닥면에 놓여있는 물체가 누르는 힘이고 그 위의 물체들은 모두 바닥면의 압력에 직접적으로 관여하지 않고 자신의 아래 물체를 누르는 식으로 간접적으로 관여합니다. 그러므로 이 문제는 질량의 유무만으로 판단할 수 있는 게 아니라 압력을 전달하는 매질의 역할을 수행한 물에 초점을 두어야 합니다.
정리해서 말씀드리면 질량의 존재유무만으로 알 수 있는건 중력 상호작용일 뿐이고 이 경우는 매질을 통한 압력전달이 주제이기 때문에 다른 관점에서 생각하셔야 합니다.
배터리를 충전하면 무게가 늘어나는지 궁금합니다
ruclips.net/video/Pg9Tno0ipq4/видео.html
이미 다룬 주제네요.
@@사물궁이 앗 보고왔습니다 감사합니다
물의 전체면적에 따라 배가 밀어올리는 수위의 상승에 의해 기둥에 가해지는 무게는 달라질 것이다.
면적이 무한대로 넓은 수조라고 하면 수위의 변화를 0에 수렴할테고, 수조가 다리의 면적과 같다면 배의 무게가 100% 그대로 기둥에 가해질 것이다.
저는 이게 맞다고 봅니다. 변화가 없진 않죠. 물 높이가 올라갈 수 밖에 없고 올라간 물 높이만큼 바닦에 가해지는 압력이 다르죠. 물론 다리 전체가 버텨야 하는 전체 무게도 다르고.
그게 맞을거에요. 사람 1명이 이 가정용 욕조에 들어갈대랑 큰 사우나같은 대형욕조 같은데 들어갈대랑 늘어나는 수위(높이) 차이는 크죠.
그렇게 따지면 애초에 안전계수를 부여해서 애초에 널널하게 지어요ㅋㅋ
올려놓는 상황이라면 수위 변화가 0에 가까워도 무게 변화는 생깁니다. 이 문제는 이미 올려놓아진 배의 위치변화에 따른 무게 변화기 때문에 애초에 수위변화와는 관계가 없습니다
그렇다면 물이 담긴 그릇을 저울에 올리고 손가락을 살짝 담궈보면 잠긴 부위 부피 만큼의 물 무게만 무게가 증가하나요?
그쵸 그만큼의 부력만 받으니까 딱 그만큼 무게가 증가하죠.
언제나 사소하고 흔해서 궁금하지 않았지만 매번 궁금했던 부분을 해결해주시는 사물궁이에게 또 한 번 감사드립니다.
이해가 안됩니다. 어렵게 설명할 것 없이 물이 받는 부력의 반작용(배의 무게 만큼)이 다리에 수직항력으로 작용하지 않나요?
네 맞아요. 결국 물이 만들어낸 압력이지만 배의 무게도 포함됩니다. 하지만 배가 누르고 있는 면적에는 물의 높이가 상대적으로 낮아져 압력차가 발생하고 이것이 정확히 배의 무게로 인한 압력과 상쇄되기 때문에 다리에 가해지는 압력이 일정한겁니다.
이렇게 설명하면 사라들이 이해하기 어렵고 저울을 어래에 두고 큰 어항에 배를 띄우면 무게가 늘어나지만 이 경우에는 안늘어난다라고 하면 이해하기 쉬웟을텐데..
마지막에 궁금증이 해결되셧나요? 하는데
아니요..안 해결됐어요...
매번 라면 먹을 때마다 궁금한건데 국물라면에서 국물 안 먹고 면만 먹으면 칼로리가 얼마나 줄어들까요? 국물에 나트륨이 많아서 칼로리가 높지 않을까..ㅎㅎ.
배가 밀어낸 만큼의 물 무게만큼의 압력이 수로 바깥으로 분산되기 때문에(배로 인해 생기는 수위 차이가 무시할 만큼 작기 때문에) 다리 위 압력은 일정하다 라는 이야기로군요
개방된 수로에서는 배가 수로에 진입하기 전후 수위 변화는 없겟죠. 그러니 수로바닥에 가해지는 압력이 조금도 아닌 전혀 차이가 없겟죠. 수위가 더 높아질수 있느냐가 정답의 열쇠입니다. 연못이나 호수에 배를 올려 놓으면 그나마 차이가 난다고 할수 있겟지만요.
@@yaho33 차이는 올려놓을때 발생하지 지나갈때 발생하지 않아서 정답이 일정하다고 하시는거 같네요.
@@mayjane5606다리의 입구 양측은 개방되어 있으니 배를 가만히 올려둔상태(정지상태)와 배가 이동하는 상태, 그리고 배없어도 물의 수위는 같은 겁니다. 물의 무게변화는 물속에 배가 잠긴 만큼의 물 무게 만큼 감소하는거고요, 대신 부력으로 물위로 노출된 배의 부분 무게 만큼이 증가 하지요. 다리위에서 감소한 물 무게 - 물위 배의 무게 = 0 이니 다리가 더 버틸 무게는 변동없이 동일하죠. 즉 그냥 올려 놓으나 지나가든, 배가 없든 모두 같아요. 다리 양측이 막혀있는데 배를 올리면 배무게 만큼 당연히 증가 하고요. 문제에서는 다리위 수로 라고 했으니 무게는 늘어나지 않는겁니다.
@@mayjane5606 아차 배가 빠른 속도로 달리면 다리에 가해지는 무게 변화가 미세하게는 가능 하겟네요. 수면에 잠긴 부분은 동일 하다고 치고, 전면 물살에 솟아오르는 물의 무게 - 후면에 감소되는 물의 무게 = 같다고 볼수 있겟지만 물의 파동은 하부로 압력파로 연속으로 두들길 테니, 연속의 압력파는 다리에 가해지는 무게를 증가시키는 효과가 생길 겁니다. 작은 증가일 테지만, 낡은 수로의 다리에서는 큰 배의 속도제한도 필요 할수 있네요. ㅎㅎ
@@yaho33 맞아요. 동역학적으론 변화가 있을수 밖에 없습니다. 배의 속도나 유속이 0인 평형상태를 가정했을때 배의 위치에 따른 바닥에 가해지는 무게가 일정하다는 뜻이므로 실제로 모터보트같은게 지나갈땐 압력변화가 있긴 하죠. 물론 그런 압력변화까지 상정해서 다리가 버티는 무게를 상정해야 안전한건 당연합니다.
진짜 쉽게 이해시켜드리자면
부력이라는거는
물에닿은 물체의 부피를 A리터 라고하면
A리터의 물의 무게만큼의 힘입니다.
그니까 물에뜨고 위에 튀어나오면(물에잠긴 부피)만큼의 물 무게 = 물에넣은 물체의 무게인거죠
그니까 배가 물에뜬다 = 배가 "물에잠긴 부분의 물부피만큼의 물"무게다
근데 물에잠기면 그 잠긴 부피만큼 물이 다리밖으로 밀려나겠죠? 그럼 정리하면
배가 잠기게된 물부피 = 밀려난 물부피
배의 무게 = 배가 잠기게된 물 무게 = 밀려난 물부피 입니다.
하지만 배는 움직여서 물살이 생겨서 다리에 무게가 조금 생길수있다는겁니당!
와 어렵고 난해한 문제를 쉽게 알려주시네요
감사합니다.
전 다음생에 다시 풀어볼께요♡
우리가 누워서 손을 침대에 뉘이면 손이 약간 구부려 지는데 왜 그러는건가요? 중력 영향 받아서 침대에 딱 붙어야하는거 아닌가요?
그정도로 중력이 강하지 않고 관절이 가장 편한자세가 그자세여서그래요
긱블: 왜 맨날 우리한테 맡기는거야?
하청? ㅋ
ㄹㅇㅋㅋ
@@긱블차누 오메 찐이야..
배경조건이 열린계 같은데 닫힌계에서 물의 양 증감이 없어도 무게가 같나요? 배경조건이 뭔가 부족한거 같은데요.. 머리속에서 혼란이 오네요.
뚜껑이 닫힌 빈 PET병 안에 날라다니는 파리가 있을 때 무게가 증가하냐와 같은 문제 같은데요...
열린계 닫힌계 문제가 아니고 애초에 배가 지나갈때가 문제의 핵심입니다. 영상에서 수위 변화가 미미하다거나 물위에 물체를 얹는 연출이 있어서 헷갈리셨을거 같은데 전혀 다른문제입니다.
영상의 다리는 물이 닫힌 계가 아니라서 그런거 아닌가요? 배와 물이 닫힌 계로 같은 계에 속하면 질량이 늘어나니 하중이 늘어나죠
저도 궁금한데 바다가 무한해서 무한하게 무게 분산이 되는것같네요
저도 이런 설명이 있어야 할 것 같네요 계에 대한 가정이 우선적으로 있어야 할듯
저도 그렇게 생각합니다.
집에 있는 욕조와 같이 하나의 계가 되면,
욕조안에 띄운 배의 무게만큼 하중이 늘어나겠죠.
그럼 이 경우랑 저울 위에 물이담긴 비커를 두고 비커에 물에 뜨는 물질을 넣었을 때 무게 변화는 다른 결과일까요?
물이 흐르든 안흐르든 배가 자체적으로 움직일수있다면 배가 이동하면서 다리에 가해지는 압력이 증가한다가 맞다고 생각합니다.
"우주에서 총을 쏘면 어떻게 될까?"를 봤습니다.우주의 크기가 빠른 속도로 계속 커지고 있다면 태양계 행성간의 거리도 계속 멀어지고 있는건가요 ?
ㄴ 태양계 내에서는 영향 거의 없음
근데 유체의 점성을 고려했을때 수위의 변화가 유의미한 수준은 아니라도 적은양이나마 무게가 늘어나는건 맞지않나요
그걸로 따지면 우리가 수학배울 때 pi도 3.14로 합의보면 안됨. 수학이나 과학이나 직접 말한대로 유의미한 수준의 값이 아니면 그냥 0이 맞음. 쪼~금이라도 늘어나지 않냐 하는건 진짜 말장난인거고 0인걸 그냥 인정해야함. 하물며 우주에 로켓을 쏠때도 소수점 몇개 아래로는 의미없어서 싹 내쳐버릴텐데 ㅋㅋ
@@user-dm2wn9fr6h 한정된 실험공간에서 실시하는거라면 늘어나는 물의 양이 유의미할정도의 상승폭이 있을수 있다는거죠. 공학에서도 3.14로 계산안하고 그냥 pi로 놓고 계산하는경우가 많습니다. 계산결과가 유의미하게 차이나는 경우가 많기때문이죠. 최종계산값의 유의미성을 따져야지 중간계수의 유의미성을 따지는건 좋은 예시가 아닌거같습니다^^
@@user-dm2wn9fr6h 또한 앞서 말한것처럼 측정의 시기를 고려한다면 물의 점성을 따져서 순간적으로 물의 양이 늘어나는것을 반영해야합니다. 유체는 확산되는 시간이 있기때문에 갑자기 하늘에서 배가 떨어져서 물을 밀어낸다한들 바로 평준화되는게 아니란거죠. 거기서 유의미한 차이가 발생할 가능성이 높습니다
@@user-dm2wn9fr6h 로켓은 소수점 몇개 이렇게 아래로는 절대 안치겠죠 그거 하나로 수백억이 왔다갔다하는데 뭔일이 일어날줄알고 미쳤다고 한자릿수대 소수점을 처냅니까
@@Csk1313CSK 나사에 이런 비슷한 부류의 질문으로 원주율을 사용할 때 소수점 몇째자리까지 사용하냐 라고 질문을 했고 그에 나사가 15번째까지 사용한다고 답한적이 있습니다. 현 원주율 소수점이 몇십조가 넘게 나온걸로 알고있는데 진짜 정확하게 할라면 몇십억 자리까지는 써야 마땅하다고 느껴질텐데도 생각하시는거 만큼 그 소수점 몇자리 가지고 몇백억이 왔다 갔다 할 것 같지는 않네요. 우주선이 어딘가에 부딪힐지 말지 mm단위로 검사하는것도 아니고 ㅋㅋ
무식할수도있는 질문 하나만 남겨봅니다.
그럼 다리위에 1000000t 무게의 물건이나 배가 있어도 똑같나요? 100000000000000t 이여도?
1g이어도 넷 중량은 증가합니다. 이 문제는 애초에 지나갈때(위치변화)에 대한 문제지 추가로 넣을때 수위변화가 미미해서 압력변화도 미미하다 이게 핵심이 아닙니다.
배의 무게 = 배가 밀어낸 물의 무게 = 밀려난 물이 수위를 높임 = 수위가 높아진 만큼 압력이 증가 = 다리 뿐만 아니라 수로 전체에 균일하게 하중이 증가
이런거 안 따져도 엄밀하게 따지면 질량보존법칙으로 하중이 늘어나는게 맞다. 그게 0.1g일지라도
애초에 다리를 지나갈려면 수로에 있어야하기에 이미 균일하게 하중이 증가된 상태. 거기서 다리를 지나갈때의 무게는 변동 없음. 배가 다리위에 순간이동으로 나타나면 변동있음. 질량보존의 법칙에따라.
배가 다리에 진입하고, 지나가면서 차이를 보는게 문제의 상황상 맞다고 보고, 배가 물에 들어가서 해수면이 상승하는 시점은 다리를 지날때가 아니라 이미 그 전임.
따라서 다리를 지난다고 수위가 높아져서 압력이 증가 하는게 아니라 그전에 이미 증가한 상태이므로 통과할때는 영향을 주지 않음.
그럼 다리 위에 엄청 큰 잠수함이 잠수하고 있어도 다리가 받는 무게압력은 여전히 없는건가요?
잠수함이 물에 잠길 정도의 크기이고, 옆에서 다가오는 경우라면 다리가 받는 압력은 이전과 동일할거 같아요.
온전히 부력만으로 수직이동이 없이 정지 해 있다면 그렇다고 볼 수 있고, 프로펠러등 모종의 동력장치로 아래쪽으로 물을 밀어내서 버티고 있다면 그만큼의 무게가 더해지고 있겠죠
잠수함이 평형상태라면 잠수함은 내부가 물의 무게와 같은 만큼 밀어낸다고 봐도 되므로 사실상 물과 다를바가 없습니다.
다만 수직이동이 발생한다면 무게차이가 있다는거겠죠.
02:34 변하지 않는 이유는 이것때문이구요
버텨야 하는 무게가 배가 지나가도 없을때 버티는 무게에 비해서는 차이가 적으므로 그렇습니다.
만약 배가 100억톤(이런 배는 없지만)이렇게 많이 무거우면 못 버팁니다.
배가 그렇게 크다고 못버티면 애초에 사이즈가 너무 크단 뜻이고 그러면 다리를 못지나가겠죠.
배크기(와 모양)에 딱 맞는 수조에 물을 채우고 저울위에 올려둔 뒤 그 수조에 배를 집어넣으면 저울의 바늘은 당연히 움직이겠죠? 설마 이것도 변화가 없진 않겠지?!
이게 제일 궁금함
언제나 궁금증을 해결해주셔서 감사합니다!
수조에 물을 적당히 채우고 물체하나를 띄운다고 가정하면 물체를 띄우기 전과 후의 수조의 무게는 같나요?
물체가 이미 띄워져있고 한쪽으로 느리게 이동하여 위치를 변화하는 상황입니다. 수조에 물을 띄우고 물체를 놓으면 당연히 무게는 증가하죠.
꿈속에서 주먹질을하면 힘이 들어가다마는 이질적인
느낌이 드는데 왜그럴까요
너무 똑같은경험이라 소름...
자는 동안엔 현실 몸쪽에 힘이 1도 안들어가서 그렇다고 들었어요
뭐야 진짜 소름이다;;;;왜때리는지는 모르겠는데 때리는순간 힘만들어가지 닿기 직전에 힘이 안들어감....
저는 꿈속에서 뛸때 뛰기는 하는데 못뛰고 막히는 느낌 들던데
@@qpskcb 그 뛰는게 jump인가요run인가요
좀 바보같은 질문일 수도 있는데 손으로 눈동자를 만지면 아프잖아요. 근데 눈을 깜빡이거나 눈을 감고 있을 때는 왜 아무런 고통이 없나요?
수로가 갇힌 공간인게 아니고 배를 올려도 수위변화가 없을만큼 넓은 바다로 열려있나요??
갇혀있다면 배의 하중만큼 수로의 수위가 올라갈텐데 그 수위는 무시할만큼 작다라고 할거라면 애초에 배의 중량이 무시할만큼 작다 라는건데 결국 수로에 배를 올리면 수로는 배의 하중을 받는다는거 아닌가요..?
닫힌계 열린계는 문제와 무관합니다. 배를 물위에 추가하는 문제가 아니고 이미 물에 떠있는 배를 수면 위에서 자유롭게 움직이는겁니다.
이거랑 저울 위에 물이담긴 비커를 두고 비커에 물에 뜨는 물질을 넣었을 때 무게 변화랑은 다른 이야기 인가요?
스케일이 다를뿐이지 원리적으론 동일한 이야기입니다
수로에서는 물이 밖으로 밀려나지만 비커에선 물이 갇혀서 위로 올라가니까요
중간중간에 지루하지 않게 넣어주시는 유머 포인트들 너모 좋아용 사물궁이님
배가 수로로 들어오면서 잠기는 부피만큼 제거되는 물이 없는 상황인가요? 아니면 있는 상황인가요?
수로가 강과 바다 등 지구 위의 모든 물과 연결된 열린수로라면 다리 위의 물은 배의 부피만큼 밀려나 수위 변화가 없습니다.(정확히는 그 변화를 고려하지 않을 정도로 매우 미미합니다)
만일 저 다리가 가령 파나마 운하와 같이 수문이 물길을 막아 외부 물과는 독립된 닫힌 수로이고, 인위적인 수위변화가 없었다는 가정 하에 갑자기 하늘에서 저 배가 다리위 물로 떨어진 상황이면, 다리의 하중은 배의 부피만큼 늘어납니다.
쉽게 설명하면, 님이 강이나 바다에 놀러가서 수영을 한들 바다의 부피는(그 차이가 미미하여 고려하지 않을 수준이기 때문에) 일정합니다. 그러나 집에 있는 욕조에 물을 받아놓고 들어가면 님 몸무게만큼 수위가 올라가겠죠(= 욕조가 감당할 무게가 늘어난다)
긱블에 하청 맡기는 사물궁이 클라스 ㄷㄷ
ㅋㅋㅋ 이러다 긱블도 다른 유튜버에게 하청을 내리는 거 아닌가?
하청의 재 하청ㅎㅎㅎ
컨텐츠를 주면 고마운거지
그럼 배의 무게와 같은 철판을 물에 잠기게 해서 다리의 바닥에 위치시켰을땐
부력이 작용하지 않기 때문에 철판의 부피만큼의 물의 정수압과 철판의 무게의 차이만큼 다리에 부담이 되는건가요?
네. 철은 물보다 무겁기 때문에 철판이 바닥에 가라앉아서 직접 압력을 주고있다면 떠있을때보다 물과의 밀도차만큼 더 많은 압력으로 누르게 됩니다.
철이 가라앉는 과정에서는 힘의 평형이 깨져있기때문에 정역학적인 분석이 불가능하므로 완전히 가라앉아 바닥에 도달했을때가 정역학적으로 평형인 상태가 되겠네요. 철이 가라앉은 순간부터 철의 무게는 철의 위치로부터 아래쪽에 어떻게든 분산되어야 하므로 그 아래로는 물이 평형상태를 이룰수가 없습니다.
0:01 배에서는 갈매기한테 새우깡주는거 국룰이쥐
매운 새우깡을 줍시다.
@@만사가귀찮은어른이 새는 매운 맛을 잘 느끼지 못하므로 딱히 상관 없습니다
2년전 사물궁이님 영상에도 있어요
수능 진행중에 강도가 높은 지진이나서 모두 대피해야할 상황이 왔을때 어떻게 될지 궁금합니다.
재시험 보지 않을까요
@@leeseungwoo9847 수능을 재시험 보나요
저도 잘 몰라요 아직 고1이라
저번 수능 직전 지진 이후 수능 시험지를 2개를 준비한다고 알고 있습니다.
00:39 ㄹㅇ 댓글창에 난리도 아니던데ㅋㅋㅋㅋ
그럼 저 수로가 얼음이고 그 위로 배에 준하는 물체가 얼음을 손상시키지 않고 지나갈 때 수로에 가해지는 무개는 늘어나나요?
네
그땐 늘어나죠
친구놈이 질문했을때 총량은 안 변하지만 저는 배가 '떠 있을때' 가 아니라 '지나갈 때' 라서 배가 가만히 있는게 아니라 배 안에 사람도 다니고 엔진도 진동을 발생시키고 하니 소소하게 무게가 늘어나기도 하고 줄어들기도 하면서 변동이 생긴다고 답했었는데 얼추 기본 골자는 맞군요
네 핵심을 파악하셨네요. 지나갈때가 중요한겁니다. 처음 넣을때 무게는 당연히 증가하죠.
이 영상의 해설에는 오류가 있습니다.
왜냐면 무게의 변화를 압력의 변화로 설명하였고 이 때문에 압력의 변화가 매우 작아서 무시 해버렸습니다.
이 영상을 보자마자 말이 안되는 설명이라 생각이 들어 고민을 조금 해보니 문제 출제자와 사물궁이님 모두 이런 함정에 빠진 것 같네요.
우선 이 영상의 설명을 단순한 실험으로 설명을 하자면, 저울 위 질량이 0인 통에 물을 100L를 담았다면 100kg입니다. 이 물 위에 무게 2kg의 배 모형의 띄운 뒤 저울의 값을 보면 어떻게 될까요?
영상의 해설로 말하면 답은 100kg이 됩니다. 무게에 변화가 없다고 하였으니 말이죠.
그런데 이건 질량 보존 법칙을 무시한 말도 안되는 결과 입니다. 당연히 틀렸다는 것을 알 수 있죠.
저울의 값은 102kg입니다.
왜 그런가?
100kg의 물의 높이가 100cm라고 했을 때 2kg의 모형을 띄우면 배가 물 속으로 들어가는 만큼 물의 높이가 높아져 102cm가 되고 이런 물의 높이 변화는 압력이 되어 바닥을 누르게 되는 것입니다.
이때 높아진 물 높이 2cm의 체적이 총 2L로 2kg만큼의 무게를 나타냅니다.
영상의 2:36 부분에서 달라진 물의 높이를 무시했는데
2:43 때 수식을 보면 [다리 위 물의 높이 X 물의 밀도 X 중력 가속도] 입니다.
이중 물의 밀도와 중력 가속도는 변하지 않는 상수값입니다.
유일한 변수는 물의 높이인데 이 변화 값을 무시 해버리니 일정하다는 결론에 도달 한 것입니다.
그럼 왜 이런 실수가 일어났는가?
무게를 압력으로 치환하면 매우 작아지는 현상이 생길 수 있습니다.
예를 들어
어느 호수에 수위가 1mm 높아 졌다고 합시다. 물 1mm의 높이는 1m^2에 1kg의 압력을 가하는 매우 작은 압력 변화만을 보여줍니다. 그래서 무시 해도 될 것이라 생각하죠.
그런데, 만약 이 호수의 넓이가 1km^2라면 물의 총 무게는 1000톤이라는 수치가 나옵니다.
무시 할 만한 수치인가요?
압력은 무게를 총 면적으로 나눈 값입니다.
그래서 아주 작은 압력의 변화라 해도 면적이 넓다면 무게의 총량은 절대 작지 않습니다.
거꾸로 아무리 무거워도 면적이 넓다면 압력의 변화는 매우 작아집니다. 그리고 물에선 이런 압력의 변화는 물의 높이로 나타납니다.
배의 무게가 아무리 무거워도 수로에 있는 물의 총량에 비하면 매우 가볍습니다. 그리고 배의 면적과 체적 무게 등은 수로의 면적 체적 무게에 비하면 매우 작은 수치이죠.
그래서 배를 수로에 띄어도 물의 높이는 매우 조금 변하게 됩니다.
하지만 그렇다고 배의 무게가 없어지는 것은 아닙니다. 결국 배의 무게 총량 만큼 물의 높이가 변했고 그 만큼 다리에 압력이 올라가며 이 압력들의 총 합은 배의 무게 만큼의 하중을 만들어 냅니다.
물론 현실에선 수로의 물의 무게에 비해 배의 무게는 너무 작기 때문에 배가 지나가는 하중을 고려하지 않고 물의 하중만 계산해도 수로를 유지하는 데는 문제가 없습니다. 하지만, 문제의 답을 말한다면 늘어난다고 해야 하는 게 맞습니다.
보통 대학에서 이런 종류의 과목을 배우면 계라는 개념에 대해 알고 있을 것입니다.
닫힌 계 내에선 어떤 작용을 하던 총량은 변화가 없습니다. 하지만, 외부에서 이 계 안으로 무언가를 추가하게 되면 계 내의 총량은 변하는 게 정상입니다. 이 생각만 해도 하중이 변하지 않는다는 말이 말도 안된다는 생각이 듭니다.
아 마지막으로 수로가 닫힌 계가 아니라 열린 계여서 물의 높이 변화가 없다고 하는 사람이 있을 수 있습니다.
다리로 된 수로는 닫힌 계가 맞습니다. 지구상에서 물이 흐를 수 있는 가장 낮은 곳은 바다의 해수면입니다. 다리라는 구조물 위의 물이 열린 계에 있다면 물을 유지 할 수가 없습니다. 그럼으로 이 수로는 수문이 있어 닫혀있는 계야지 말이됩니다.
오 👍
수문 열고 배가 들어갈 때 열린계가 되는데요. 즉 배가 진입하는 순간은 열린계이기 때문에 동시에 물이 빠져나간다.
그렇다면 배를 다리 위 수로까지 올리기 위해선 배가 진입한 후, 입구를 수문으로 막고 배를 다리 위 수로 높이까지 올려준 후에 수로를 지나야겠군요.
이렇게되면 수로 관리측이 배를 수로높이에 정확히 맞춰줬다는 가정 하에, 수위가 변하지 않을 것이므로 하중은 동일한게 맞네요.
그냥 그... 배수량이란 개념이 물을 밀어낸 양이라는 거니까
배의 무게만큼 물을 밀어내서 결국 플러스마이너스 제로라는 개념을 알려주면 되지 않을까 싶은데
그러면 수조를 든 상태에서 10kg짜리 구슬을 넣는다 해도 수조를 들고 있는데에 드는 힘은 똑같은건가요?
그건 구슬이 물에 뜬다는 전제하에서 수조의 크기에 따라 달라지겠지요.
이론적으로는 닫힌 계인 수조에선 무조건 하중이 늘어나겠지만, 만약 수위 변화가 없을 정도로 수조가 거대하다면 그 차이를 인지하지 못할정도로 미미한 수준만큼 늘어날겁니다.
넣는다가 아니고 지난다 입니다. 잘 구분하셔야 해요. 수위변화가 거의 없다고 해도 들고있을때 힘은 증가합니다. 왜냐하면 압력은 거의 일정하겠지만 면적이 그만큼 매우 높다는것이니, 딱 그 구체만큼의 힘을 더 줘야 합니다.
아이스버킷 챌린지도 아니고 콘텐츠 토스라니ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
내가 모르는 단어들이 많지만 결과를 보면 알수 있는데, 사물궁이님 채널로 알아낸게 많아요. 감사함니다. 계속 열심히 영상 올려주세요
배수량 개념을 알고 있는 사람들에게는 너무나도 쉬운 문제....
대기압은 대기가 누르는 힘인데 집에 있으면 집안에 있는 공기만큼 압력이 가해지나요?
완전히 밀폐된 상태에서는 그럴듯
@@doosdoo5581 공기압은 완전히 대기와 접촉하고 평형인 상태에서만 1기압입니다. 만약 집에 공기생성기가 있고 완전밀폐해놓으면 집의 기압이 몇기압씩 뛸수도 있고, 물을 끓이기만 해도 1기압을 부쩍 뛰어넘죠.
1:04 팩트폭력 멈춰!! 🤣🤣
마지막 긱블ㅋㅋㅋㅋㅋㅋ 너무 웃껴여ㅋㄷㅋㄷ
사물궁이님 저궁금하게있는데 철도 주변에 돌,자갈은 왜 있는건가요?
ruclips.net/video/qhqCqZW13PA/видео.html
이미있네요~
@@qkrwngud00 아 고맙습니다
이거 너무 궁금했어요 ㅠ
감사합니다!
그러면 변하는거 맞잖아요? 결론은 수위가 올라가면 정수압이 '강해지나' 전체로 보면 미미하다니까요. 생각하기 편하게 다리에 물의 수위를 2배로 늘려주는 방주가 들어갔다면 다리가 견디는 정수압은 2배로 늘어나는거고요.
지금 영상 결론은 다리 위에 모래알을 얹어봤자 다리의 하중은 변하지 않는다랑 결론이 같습니다. 미미하게 늘어나는게 변화가 없다랑 같지 않아요. 모래 한 알이라면 미미한 변화 맞지만 모래를 톤 단위로 올리면 다리가 깨지듯요.
@@halloweenight1 다 배를 수로에 올렸을 때가 아니라 배가 수로로 건너갈 때 이야기군요.
0:06 엔너드: 저기 아저씨 대파 들고 뭐하세요??
사물궁이: 자료 구하러 왔는데요
엔너드: . . . . . .
파하하..
@@engnerd7304 찐인가?
@@알비노 ㅇㅇ 찐임
음 그렇다면 이론상 커다란 박스에 물을 채우고 그위에 물에 뜨는것들을 올려두면 무게변화아 없다는건가요?
아녀 모래시계 모양의 박스에서 물에 뜨는걸 넣고 넓은쪽에서 좁은 쪽으로 이동 시켜도 전체의 무게 변화는 없다고 하는겁니다.
1:30 이걸 써 넘 귀엽다
밀폐된 금속상자 안에 새한마리 잡아넣고
저울에 올리면 새가 상자안에서 날든말든 무게는 똑같나요?
분명 똑같을거같은데 확신이 안생겨...
네. 새가 날고 있다는 것은 새의 질량만큼의 수직항력이 중력방향으로 작용한다는 뜻이기 때문에, 평균 무게의 변화는 없습니다.
그냥 부력으로 힘이 분산됀다고 생각했는데 더 어렵군
제목엔 다리가 버텨야하는 무게로 나와있는데 내용은 물속의 압력이 변화없다는 내용이네요. 그래서 결론이 물속의 압력변화가 없으니 다리가 버텨야하는 하중은 늘어나지 않은다는 건가요??
맞아요 핵심은 압력이 아니고 무게입니다. 처음 물에 배를 띄울때는 무게가 증가하긴 하지만 물위에 뜬 상태에선 위치가 변화해도 가해지는 무게가 변하지 않습니다. 어찌보면 당연하죠.
저는 저렇게 무거운 컨테이너들을 적재하고 바다 위에 떠있는 무역선이 더 신기...
근데 수로에 배가 지나가면 물이 많이 출렁거리기 때문에 순간적으로 압이 강해졌다 약해졌다 할텐데요.... 그렇게 생각하면 다리가 버텨내야할 압력이 더커진다 해야하는거 아닌가요???
동역학적으론 당연히 맞는 설명이십니다. 물이 출렁임없이 배가 위치만 변화한다고 생각하면 이상적으로 변화없는게 맞는데 배가 충분히 빠르고 물에 유의미한 파도가 생긴다면 당연히 충격이 그대로 바닥까지 전달되겠죠. 물론 미미한 변화는 상쇄됩니다.
긱블 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
이거 파스칼의 원리로 설명해야 되는거 아님? 열린계와 닫힌계의 차이로 설명해야 되는데 왜 정수압이니 부력이니 이런 얘기만 나오는건지
그 파스칼 원리도 정수압의 일종인데요
닫힌계와 열린계에 대해서 설명하라면 레이놀즈 수송 이론을 간단히 언급하면 되겠지만, 사실 저 그림에서 수로는 누가봐도 열린계잖아요? 양옆으로 흐르고 있음이 자명한데, 그것에 대해서 크게 설명할 필요가 있나 싶네요.
급하신분들
다리가 버티는 무게는 동일하다.
물과 대기압은 양이 변화하지 않지만, 배에 올라가는 물류의 양에 따라 무게가 늘어나지 않을까요?
단순히 생각해,
1. 배만 물에 떠있을 때, 배의 중량+물 중량
2. 화물이 실렸을 때, 배의 중량+물 중량+화물 중량
배를 물과 얼음으로 치환하면 가장 단순할텐데, 부력이 총 중량은 변화가 없는 거나 마찬가지겠죠.
배처럼 생긴 얼음이 떠있을 때는 변화가 없는데, 거기에 물이 담긴다면? 얼음이 완전히 잠기지 않는다고 하더라도, 물이 담기지 않을 때보다 더 잠기는 만큼의 물이 주변으로 퍼져나가 주변의 수위는 미세하더라도 그만큼 올라갈테죠. 에너지보존법칙에 따라야 하니 외부에서 들어온 중량이 안 늘어날 수는 없을테니까요.
화물이 있냐 이런 가정이 문제가 아니고, 애초에 배는 물에 얹혀있는 상태로 움직임에 따른 아랫부분에 가해지는 무게차이가 있냐없냐를 물어보는겁니다.
수로가 닫힌 시스템이냐 열린 시스템이냐에 따라 다를듯
열린 시스템이면 배로인해서 잠긴만큼 물이 밀려나가서 수로위에 무게는 거의 변화가 없을것...
닫힌 시스템이면 잠긴만큼 수위가 올라갈 것이고 이는 배의 무게만큼 전체 무게가 올라가는 현상이 됨
닫히고 열리고는 관계가 없습니다. 배가 이미 물위에 띄워진 상태에서 이동하는 경우를 얘기하는 것이기 때문에 일정하다는 결론이 나온겁니다.
다리와 연결된 물길의 길이가 무한하다면 증가하지 않지만 무한하다는 가정이 없으면 미세하게 증가할 수 밖에 없다. 라고 생각했어요!
결국 다리에 가해지는 압력은 수위와 관련해 있는데 배가 들어가면 들어간 만큼의 부피와 같은 부피의 물이 늘어나는 것과 같다고 볼 수 있지만 다리와 연결된 물길이 무한히 길다면(넓다면) 무시할 수 있지만 유한하다면 반드시 미세하게 그 수위가 올라갈 수 밖에 없기 때문에 답은 ‘늘어난다’ 입니다.
문제에 “다리에 연결된 물의 표면적은 무한하다.” 라는 가정이 없는 한 ‘늘어난다.’가 정답일 수 밖에 없됴
아니죠. 배가 들어간 만큼 수위가 높아지는 건, '배가 건조되어 바다위에 뜨는 순간' 이지 배가 수로에 들어가는 순간이 아닙니다.