지름 30 cm 거울로 전신 비춰볼 수 있을까?

바르게 알고 있나요? /

나르시스나 페르세우스 신화에서 엿볼 수 있듯이 인류는 자신의 모습을 비춰보려 노력했습니다. 거울이 발명되기 전에는 여러 가지 모양의 돌이나 고여 있는 물이 자신을 비추는 도구로 활용되었습니다. 구리와 주석의 합금, 놋쇠 등으로 만든 금속 거울이 역사에 등장한 것은 지중해권의 미케네, 로마, 이집트 문명에서입니다. 변하는 것(액체 상태의 유리)이 변하지 않는 것(주석을 입힌 굳은 상태의 거울)으로 변하는 거울 제작 과정은, 변하지 않는 금속인 금을 얻으려 했던 중세 연금술이 발달하는 계기가 되기도 했습니다.

창의에게는 지름이 30cm 가량 되는 둥근 평면 거울이 있습니다. 창의는 보통 이 거울로 얼굴이나 머리 모양을 봅니다. 이 거울로 창의가 몸 전체를 볼 수 있을까요?

① 거울이 커지지 않는 한 절대로 몸 전체를 볼 수 없다

② 거울 위치를 허리쯤으로 내리고, 뒤로 아주 멀리 물러서면 몸 전체를 볼 수 있다

박성미/창의와탐구 와이즈만영재교육연구소 책임연구원

정답과 해설은 다음주에 싣습니다.

지난주 정답 및 해설

정답 ② 2t 짜리 바위를 움직이는 데 힘이 두 배 더 든다

지구상에서 1t짜리 바위를 움직이게 하는 것은 보통 사람으로서는 힘든 일이지만, 우주 공간에서는 가능합니다. 그렇다고 아주 힘이 안 드는 일은 아닙니다. 우주 공간은 중력이나 마찰력 등이 없으므로 바위를 아주 쉽게 들거나 움직이게 할 수 있다고 생각하기 쉽지만, 이것은 잘못된 생각입니다. 정지해 있는 것을 움직이려면, 즉 가속도가 생기도록 하려면 힘이 있어야 합니다. 작은 힘을 가하면 조금만 가속되어 천천히 움직일 것이고, 큰 힘을 가한다면 더 빠르게 움직이겠지요. 힘을 처음 한번만 준다면 움직이기 시작한 순간부터는 같은 속도로 계속 움직여, 다른 힘이 가해지지 않는 한 영원히 등속 직선 운동을 할 것입니다. 질량이 두 배라면 같은 가속을 주기 위해 두 배의 힘이 필요합니다. 이에 대해 뉴턴이 잘 정리한 식이 있습니다.

F=ma(F는 힘, m은 질량, a는 힘의 방향의 가속도)

관성 때문이라고 설명할 수도 있습니다. 정지해 있던 바위는 계속 정지해 있으려는 관성이 있고, 그 관성의 크기는 물체의 질량에 비례하지요. 그러므로 관성의 크기가 두 배인 물체를 같은 속도로 움직이게 하려면 두 배의 힘이 필요한 것입니다.

이 문제와는 큰 관계가 없지만 실제로 우주 공간에서 자신보다 훨씬 질량이 많이 나가는 물체를 민다면 어떻게 될까요? 그렇습니다. 작용 반작용에 의해 자신도 반대 방향으로 같은 크기의 힘을 받으므로 바위가 멀어지는 것보다 더 빠른 속도로 바위와 반대 방향으로 멀어질 것입니다.