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물리40

유체역학과 기체역학으로 풀어보는 비행기 비행기는 어떻게 하늘을 날까요?  나비 날갯짓이 진짜로 토네이도를 부를 수 있을까요? 이 모든 질문은 '유체역학'과 '기체역학'이라는 과학 속에 답이 있습니다. 이 글에서는 비행기의 양력 원리부터 나비효과, 토네이도와 허리케인까지, 물리학적 시선으로 쉽고 흥미롭게 풀어볼게요. 과학이 낯선 분도 충분히 이해할 수 있도록 하나하나 짚어드릴게요. 1. 비행기 날개는 왜 양력을 만들까?비행기가 하늘을 나는 건 다름 아닌 ‘양력’ 덕분이에요.양력은 비행기를 위로 밀어주는 힘인데, 이게 어떻게 생길까요? 비행기 날개를 자세히 보면 위쪽은 둥글게, 아래쪽은 평평하게 생겼습니다. 이런 모양을 ‘에어포일’이라고 부르는데, 이 모양이 핵심이에요. 비행기가 앞으로 나아갈 때 공기는 날개 위와 아래를 동시에 지나가게 되는데요.. 2025. 3. 21.
입자물리학 개론 입자의 세계를 탐구하는 물리학의 최전선, 입자물리학! 표준모형은 우주의 기본 구성 요소를 설명하는 이론이며, 쿼크와 렙톤은 물질을 이루는 기본 입자들입니다. 그리고 힉스 입자는 왜 모든 입자가 질량을 가지는지를 설명하는 중요한 열쇠입니다. 힉스 입자의 발견 스토리까지 함께 알아보겠습니다. 1. 입자물리학과 표준모형: 우주의 기본 법칙우리는 눈에 보이는 모든 것이 원자로 이루어져 있다고 배웁니다. 그러나 원자는 더 작은 입자인 양성자, 중성자, 전자로 이루어져 있고, 양성자와 중성자도 더 작은 입자로 쪼개질 수 있습니다. 이처럼 **우주를 구성하는 가장 기본적인 입자와 그 상호작용을 연구하는 학문이 바로 입자물리학(Particle Physics)**입니다. 그리고 현재까지 물리학자들이 발견한 입자들과 그들.. 2025. 3. 20.
시간과 물리학 시간의 비대칭성 시간은 누구에게나 똑같이 흐르는 것 같지만, 물리학에서는 그렇지 않습니다. 열역학적 시간의 화살이 보여주는 시간의 비대칭성, 블랙홀 사건의 지평선에서의 시간 정지 현상, 그리고 시간 여행의 가능성을 다루는 물리학 이론들까지. 시간에 대한 흥미로운 물리학적 개념을 알아봅니다.  1. 시간의 비대칭성: 열역학적 시간 화살 우리는 시간의 흐름을 한 방향으로만 경험합니다. 깨진 유리가 원래대로 복구되거나, 커피가 저절로 뜨거워지는 일은 절대 일어나지 않습니다. 이처럼 시간이 특정 방향으로만 흐르는 현상을 **"열역학적 시간 화살(Thermodynamic Arrow of Time)"**이라고 부릅니다.왜 시간은 한 방향으로 흐를까?열역학 제2법칙에 따르면, 고립된 계(system)의 엔트로피(entropy)는 시.. 2025. 3. 20.
플라즈마 물리학 우리는 대부분의 물질을 고체, 액체, 기체로 알고 있지만, 사실 우주에 존재하는 물질의 99% 이상이 ‘플라즈마’ 상태라는 사실을 아는 사람은 많지 않습니다. 플라즈마는 기체가 높은 온도에서 이온화되어 전자와 이온이 분리된 상태로, 태양과 별, 번개, 오로라까지 다양한 자연현상에서 발견됩니다. 뿐만 아니라, 플라즈마는 미래 에너지원으로 주목받는 핵융합 발전의 핵심 요소이기도 합니다. 과연 플라즈마는 어떤 특성을 가지고 있으며, 우리가 이를 어떻게 활용할 수 있을까요? 1. 플라즈마란 무엇인가?1-1. 물질의 네 번째 상태, 플라즈마우리가 익히 아는 물질의 세 가지 상태는 고체, 액체, 기체입니다. 하지만 기체에 엄청난 열을 가하면, 원자 내 전자가 분리되면서 이온화된 기체 상태, 즉 플라즈마가 됩니다. .. 2025. 3. 19.