1. 철봉과 나무 벤치의 온도가 똑같은데, 철봉이 더 차갑게 느껴지는 이유는? 철봉과 벤치가 손보다 차갑다고 생각해 주세요.
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금속이 손의 열을 더 빨리 가져가서
금속은 나무보다 열을 잘 전달해 손의 열을 더 빠르게 빼앗습니다. 피부가 빨리 식으니 더 차갑게 느끼는 거죠. 반대로 손보다 뜨거운 금속은 열을 빠르게 전달해 더 뜨겁게 느껴질 수 있습니다. 촉감만으로 물건의 온도를 비교하기 어려운 이유예요.
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먼저 풀어보고, 궁금했던 내용을 읽어보세요.
이 주제 5문제 도전 ↗2. 모래성에 물을 조금 넣으면 단단해지는 이유는?
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알갱이 사이에 작은 물다리가 생겨서
모래에 물을 조금 넣으면 알갱이 사이를 잇는 작은 물다리가 생깁니다. 물의 표면장력과 압력 차이가 알갱이를 서로 붙잡아 주는 거예요. 모래가 녹아서 접착제가 되는 건 아닙니다. 모래성이 바싹 마르면 쉽게 부서지는 것도, 알갱이를 붙들던 물이 사라지기 때문이죠.
3. 투명한 비눗물로 만든 비눗방울에 여러 색이 나타나는 이유는?
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얇은 막의 앞뒤에서 반사된 빛이 겹쳐서
비눗방울은 아주 얇은 막으로 이루어져 있습니다. 빛의 일부는 막의 앞면에서, 일부는 뒷면에서 반사돼요. 이 빛들이 겹치면서 어떤 색은 강해지고 어떤 색은 약해집니다. 이것을 빛의 간섭이라고 하죠. 막의 두께가 계속 달라져서, 비눗방울 위의 색 무늬도 움직이는 것처럼 보입니다.
4. 돌고 있는 회전 놀이기구에서 사람들이 중심 쪽으로 모이면 회전은 어떻게 달라질까? 밖에서 밀거나 브레이크를 걸지 않고, 마찰의 영향은 작다고 가정합니다.
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더 빨라진다
사람들의 몸이 회전축 가까이 모이면, 회전축 주변에 질량이 퍼져 있는 정도가 작아집니다. 밖에서 회전을 바꾸는 작용이 거의 없다면, 그만큼 회전 속도가 빨라져요. 피겨 선수가 돌면서 팔을 몸 쪽으로 모으는 것과 같은 원리입니다. 이런 관계를 각운동량 보존이라고 합니다.
5. 철봉에서 내려와 착지할 때, 무릎을 굽히면 충격이 줄어드는 이유는?
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몸이 멈추는 시간을 늘려서
같은 속도로 내려오더라도 무릎을 굽히면 몸이 조금 더 긴 시간에 걸쳐 멈춥니다. 멈추는 동안 속도를 바꾸는 데 필요한 힘이 시간에 나뉘어 작용하니, 평균적으로 받는 힘이 줄어드는 거예요. 날아오는 공을 받을 때 손을 살짝 뒤로 빼는 것도 비슷합니다. 핵심은 갑자기 멈추지 않는 데 있습니다.