아마도 몇년안에 이런 놀이기구가 나올겁니다.
007 영화에 원심분리기가 나오는 비행사 훈련기기를 본적이 있있습니다.
sf 영화나 소설에는 우주공간에 회전하는 비행모듈이 인공 중력을 만드는 것도 보았구요.
지상에서 현재 중력보다 낮은 중력을 느끼려면 낙하하는 비행기안에서의 짧은 시간이고,
아니면 땅밑을 천키로미터 단위로 내려가야 하지요.
조잡한 과학관에서 어께끈에 스프링을 달아주지만 택도 없는 겁니다, 그런 도구는 안 만든 것이 좋습니다.
중력은 몸 전체가 느껴야 진짜지요.
지상에서 현재 중력보다 큰 중력을 느끼려면 어땋게 할까요? 007 영화는 아무래도 부족합니다.
쭈그리고 않아서 중력을 느끼기는 부족하고, 중력의 방향도 비스듬 할것같고요.
이런 그림을 머리에 그려 봤습니다.
지름 30미터의 껍대기가 있는 구 를 생각하고, 중앙 천정과 중방 바닥에 기둥을 세워서 구를 회전하게 만듭니다.
30미터의 의미는 사람키의 약 10배 정도(반지름 15미터) 입니다.
이 구를 회전 시키면 구 내부 공간은 수평방향의 원심력을 받습니다.
또한 지구 중심으로의 오리지널 중력을 받지요.
이 구에 사람이 들어간 후에 구가 회전하면 사람은 중력과 원심력을 모두 받습니다.
수직방향의 힘과 수평방향의 힘이 직각이므로 두 힘의 벡터합이 생기는데 이 힘은 구의 안쪽 벽에 받쳐주고 있습니다.
구의 회전속도에 따라서 사람이 느끼는 중력은 달라지는 거고요.
어린이 놀이터에서의 뺑뺑이 처럼 바깥으로 튀어나갈 일도 없습니다. 단 회전속도의 증감은 꼭 아주 천천히 진행되어야 지요.
머리에 가해지는 중력과 발에 가해지는 중력이 조금 차이가 나는 것은 어쩔수 없습니다...... 줄이려면 더 큰 구를 만들면 도고요.
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이제부터는 지구중력보다 작은 것은 어떻게 만들수 있을까 생각합니다..... ( 어려우니까 우주비행사가 물속에서 연습하는 거지만...)
ps 아인쉬타인의 등가이론이라는 것이 있는데 중력과 가속도는 차이를 구분 할수 없다는 겁니다.
일정한 직선 운동은 가속가가 0인데, 일정한 회전 운동은 가속가가 0 이 아닙니다.
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29일 2 시반 추가
구를 다 쓰지않고 반만 써도 되네요. 북반구없이 남반구만 있는 지구본이 있다면 그것처럼
어떤 놀이 기구중에 공중에 여러 그네를 올려놓고 회전하는 것이 있습니다 앉아서 도는 것이라서 비행사 훈련용과 비슷하지만 중력방향이 정확히 엉덩이 방향이라 좋은 효과가 있기는 합니다 서서 조금 이동할수 있는 조건을 생각해본거지요
제가 회전하는 그네놀이기구에 올라간다면(이미 실험용 도구가 있으니) 작은 아령을 손에 쥐고 타보럽니다 ㅎㅎㅎ
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30일 12시 추가
등가이론이 아인쉬타인 것인지 뉴턴 것인지 잠시 생각해 보았습니다. 아인쉬타인은 확실히 이야기 했지만
이미 뉴턴의 공식에 같은 의미가 나옵니다 해석을 뉴턴 시대에 했는지는 저는 모르고요.
f=ma , f=g m1 m2 / r^2 은 뉴턴 작품이지요. 이 식에서 g m r = a 의 관계가 되니 g 와 a 는 같은것이죠.
회전 하는 공중 그네에서는 앞에서 부는 바람을 느낄수 있지만, 진공에서 그네를 공중회전 한다고 생각을 해보면,
그네에 탄 사람이 눈은 감으면 자신이 움직이는 것을 느낄수 있을까요?
잠시 햇갈렸읍니다. 움직임을 느끼면 저의 생각은 원점으로 돌아가니까요. 비스듬이 옆으로 기울려서 돌아가는 것을
상상하려니 머리가 조금 아파 옵니다. 그래도 참아야죠 그것이 사고실험이니까요.
지구가 이 회전하는 그네와 같다는 결론이 들었습니다. 지구는 안쪽으로 잡아당기지만 회전 그네는 바깥쪽으로 힘이 작용하는 것만
다를 뿐인것을.
진공속에서 회전하는 그네에 앉아서 진행방향을 느끼지 못한다면 구속에서 공기와 함께 운직이는자신을 못느끼겠지요.
회전 속도가 늘어날수록 몸이 무거워지는 것은 느낄것이고요. 45도로 기울어지면(자신은 모릅니다. 외부 관찰자가 투명 창으로 보면 알수 있겠지요)
1.4배의 중력 추가를 느낄것이고 60도로 기울어지면 2배의 중력을 느끼겠지요. 손에는 500ml 페트볍의 무게가 1리터 우유곽의 무게로 느낄것이고요.
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4월4일 11시40 추가
작은 실험도구로 회전시의 중력변화를 쉽게 측정하는 방법이 생각납니다.
용수철 저울에 작은 추를 달고, 저울의 위쪽에는 적당한 길이의 줄을 연결한후 줄의 반대쪽에는 긴 막대의 위쪽끝을 묶고,
수직으로 놓여진 막대의 아래쪽 끝을 양 손바닥을 비벼 말면서 돌리면 밑으로 늘어진 용수철 저울과 추는 양옆으로 벌어지며
꼬깔모자 처럼 궤적을 그릴겁니다. 비스듬이 기울어져 도는 용수철 저울의 눈금은 정지때 보다 큰쪽으로 옮겨가겠지요.
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4월8일 18시21분 추가
용수철 저울의 위치가 영향을 미칩니다.
작은 추야 어짜피 최종 외곽을 돌거니까 그곳에 미치는 힘의 합을 측정 하려는 것이지만,
용수철 저울이 중심쪽에 있는냐 외곽에 있느냐에 따라서 용수철 저울 자체에 가해지는 힘은 다를테니까요.
용수철 저울이 측정하는 값은 추에 미치는 힘 - 자신에 미치는 힘이 될테니까요.
지상에서 수직으로 측정하는 힘이 경우는 추와 스프린의 거리가 적당히 길어도 직 반지름에 비해서 턱없이 차이가 없으니까
무시될텐데 작은 반경으로 도는 경우에는 스프링 저울의 반경이 얼마냐에 따라서 스프링 저울에 가해지는 원심력이 크게
달라질테고, 스프링이 측정하는 값도 크게 차이가 날거교요.
배낭여행간 아들과의 메일.
뉴멕시코 천문인마을에서 여름은하수
