2024년 1월 8일, 미국 워싱턴주 북서부에 사는 한 남성이 길가에서 '아이폰'을 발견했다고 합니다.
비행기의 높이는 약 4876m인데요. 여기서 스마트폰을 떨어뜨리면 완전히 박살이 날텐데...
놀랍게도 아주 멀쩡하다고 합니다.
<뉴시스 윤정민 기자님의 기사 일부 인용>
이 아이폰은 최근 미국에서 동체 구멍으로 비상 착륙한 보잉 737 맥스 여객기에서 떨어진 것으로 추정됩니다.
물방울이 맺힌 가운데 화면에는 이메일로 전송된 비행기 수화물 영수증이 보였다고 합니다.이 여객기는 오리건주 포틀랜드 국제공항에서 승객 174명과 승무원 6명을 태우고 이륙한 뒤 1만6000피트 상공을 날던 중 창문이 깨지고 동체 일부가 뜯겨 나가는 등의 사고를 냈다. 이 과정에서 여러가지 분실물이 생겼고 그 중에 스마트폰 몇 대도 있었다고 합니다.
여기서 사람들은 어떻게 해서 아이폰이 멀쩡한지에 대해 여러 생각을 했다고 합니다.
여기에 적용된 과학 원리는 바로 '충격량'이라는 물리량입니다.
충격량이란 물체에 힘을 작용하여 운동상태를 바꿀 때 가한 충격의 정도라고 말합니다.
이렇게 하면 감이 전혀 안오실겁니다.
충격량을 간단한 공식으로 설명해드리겠습니다.
중격량은 힘과 충돌시간의 곱으로 나타내며, 질량과 속도의 곱으로도 나타낼 수 있습니다.
여기서 질량과 속도의 곱을 '운동량'이라고 하며, 충격량은 '운동량의 변화량'이라고도 합니다.
즉, m은 아이폰의 질량이고 v0는 아이폰이 떨어지기 시작할 때 속력으로 0이겠죠.
또한, v는 아이폰이 땅에 닿기 직전의 속력으로 아주 빠른 속도겠죠?
여기서 v가 매우 크기 때문에 mv-mv0의 값도 상당히 커집니다. 따라서, 충격량도 상당히 크다는 것이죠.
충격량이 상당히 크면 아이폰이 박살나는 것이 아닌가?
아닙니다. 위에서 말씀드렸다시피 충격량은 힘x충돌시간입니다.
충격량이 100이라면 힘과 충돌시간의 비율로 100을 만들면 되는 것입니다.
위의 그래프를 보시면 충격량이 100이라고 칩시다. 그러면 S1=S2=100이겠죠.
그런데 충돌 시간이 작은 t1, 충돌 시간이 큰 t2가 있습니다.
곱은 100이어야하는데 t1이 작다면 힘F1은 커야겠죠?
반대로, t2가 크다면 힘 F2는 작아야겠죠.
이제 다시 아이폰으로 돌아가보겠습니다.
딱딱한 바닥과 푹신푹신한 바닥이 있습니다.
이 두 바닥 중 아이폰을 떨어뜨렸을 때 아이폰이 받는 힘은 어디가 더 클까요?
당연히 딱딱한 바닥입니다.
푹신푹신한 바닥에서는 충돌시간이 길기 때문입니다.
"즉, 아이폰이 푹신한 바닥이나 풀숲에 떨어질 경우, 충돌 시간이 늘어나면서 아이폰이 받는 힘이 줄어들어 멀쩡했던 것이다."
지금까지 물건이 높은 곳에서 떨어져도 멀쩡한 이유에 대해 살펴보았습니다.
읽어보시고 궁금한 점 있으시면 문의주세요 ㅎㅎ
감사합니다!
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