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우주선 안에서 사이다 기포 생길까

기사입력 2004-05-17 18:15:28

우주선에서 병을 따면 기포가 올라올 것인가.

기포가 올라오는 것은 기포와 사이다의 밀도 차이 때문에 상대적으로 밀도가 작은 기포가 위로 올라오는 것 입니다.

질문에 대한 해답은 다음 문제를 통해서 얻을 수 있습니다.

질문은 풍선(일반 공기를 채운 것)을 잡고 엘리베이터를 탔는데 그만 엘리베 이터 줄이 끊어졌습니다. 그런데 그 순간 풍선도 놓쳤습니다.

그럼 풍선은 어떻게 될까요. 엘리베이터 천장에 붙을까 아니면 그대로 있을까 혹은 바닥에 닿을까.

이번에는 같은 상황인데 풍선에 헬륨(공기보다 가벼워서 풍선을 뜨게 하는 기체)을 넣고 탔을 때 풍선의 위치는 어떻게 될 것인가.

첫 질문의 답은 놓쳤던 그대로 있다입니다.

왜냐하면 풍선과 사람 그리고 떨어지는 엘리베이터는 모두 같은 가속도(중력가 속도)를 받으면서 낙하하기 때문이죠.

그런데 두 번째 질문처럼 풍선에 공기 대신 공기보다 가벼운 기체를 넣었다면 어떻게 될까.
의아해 할지 모르겠지만 역시 '놓쳤던 그대로 있다'입니다.

풍선은 공기보다 가벼워서 위로 올라간다고 많이 생각을 합니다.
이 현상을 이해하기 위해서는 공기보다 가벼운 기체를 넣으면 왜 풍선이 올라 가는지를 이해할 필요가 있죠.

하지만 풍선이 떠오르는 것은 부력 때문입니다.
풍선 위에서 아래에 작용하는 압력보다 아래에서 위쪽으로 작용하는 힘이 더 크기 때문에 이 압력차로 부력이 생깁니다.

하지만 자유낙하를 하면 이러한 압 력차는 생기지 않죠.
공기 또한 자유낙하 상태이기 때문에 풍선을 눌러 주지 못합니다.
즉 압력이 작용하지 않는 것입니다. 그래서 풍선은 놓쳤던 그 위치에 있게 되 는 것입니다.

우주에서는 중력이 작용하지 않기 때문에 떨어지는 엘리베이터와 같은 환경입니다.
이곳에서도 부력이 발생하지 않죠. 그래서 기포가 떠오르지 않는 것입니다.