 |
|
댓글 14
BEST
익명
2025-11-29 20:27:28
그... 유체역학 쪽 대학원생인데요, 결론은 1.5kg과 1kg 사이일 겁니다.
파리가 떠 있을 수 있게 하는 힘이 0.5kg일 거잖아요? 근데 그 힘이 저울로 전달돼야지 저울이 무게를 인식하잖아요. (수직항력, 작용반작용 얘기는 빼겠습니다.)
그러면 공기에 가해지는 힘이 어떻게 전달되느냐?가 중요한 물음이 됩니다.
우리가 밀폐된 방 안에 선풍기를 틀면, 선풍기와 가까이 있을 때는 바람의 세기가 충분히 느껴지지만 선풍기와 멀어지면 그 세기가 약해지잖아요. 이 시스템이 파리가 통에 갇혀서 날고 있는 시스템과 거의 동일합니다. 선풍기를 뒤집은 뒤 바람이 충분히 강하다면 파리처럼 공중에 떠 있겠죠. (이게 사실상 드론)
그러면 왜 선풍기와 멀어지면 바람이 잘 안 느껴질까요? 그게 유체의 특징입니다.
유체는 퍼질려고 하는 특성이 있어서 그 힘이 분산된다고 보면 됩니다.
(여기서부터는 관심 있는 분들만...) 사실 이건 과학적이지 못한 해석이고, 좀 더 엄밀히 얘기하자면, 유체는 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 움직이고, 압력이 상대적으로 높은 파리의 날개 뒤의 공기가 압력이 상대적으로 낮은, 통 전체로 움직이면서 파리에서 나오는 추력이 분산됩니다. (파리 날개 뒤 공기 압력이 더 높은 이유는 정압, 동압이라는 개념을 보시면 됩니다.)
즉, 파리가 정확히 저울 위에서 날면 거의 1.5kg으로 찍히지만, 저울과 충분히 멀리서 날면 1kg에 가깝게 저울에 찍히겠죠.
(더 더 알고 싶으신 분만 아래로.... 사실 이것도 정성적인 설명이고 수학적으로 얘기하면 아래와 같습니다.)
유체의 힘이 전달되는 방법은 convection과 diffusion으로 나눌 수 있습니다. 이 현상을 제대로 설명할려면 나비에 스토크스 방정식에서 운동량 방정식을 얘기해야 합니다. (F=ma의 유체버전)
파리의 경우 공기의 힘이 convection으로 지배적으로 전달되는 경우고, 이 convection은 다시 속도성분에 의해 전달되는 경우와 압력차에 의해 전달되는 경우로 나뉩니다. (이건 이유는 생략할게요...)
저울에 1.5kg로 찍히는 경우는 convection에서 속도성분에 의한 항이 큰 경우고, 1kg인 경우는 압력차에 의해 결국 속도성분에 의한 항의 크키가 줄어들어 거의 0이 된 상황입니다.
즉, 공기가 저울에 부딫힐 때 공기의 속도가 빠르면 저울이 무겁게 인식하고, 느리면 저울이 가볍게 인식하는데, 파리가 저울과 멀리 있을수록 압력차에 의해 공기의 속도가 손실되는 것입니다.
그리고 이 나비에 스토크스 방정식의 해가 존재하는지가 세계 7대 수학난제 중 하나입니다. (존재 유무 증명하면 상금 백만달러) 여러분들이 보시는 이 문제가 세계 7대 난제와 관련이 있는 겁니다. :
작성자에게 경고나 강등(이용정지) 처분이 필요한가요? 매일 무작위로 선정되는 고파스 배심원들에게 판결을 맡깁니다.
(주의) 신고 내용에 욕설,폭언 등 불필요한 글을 쓰시면
[]님이 강등됩니다.
사유만 간단히, 감정을 배제하고 써주세요.
|
|
|
|
