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알송달송

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  • 미소천사프로즌

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Q.

무중력의 물

우주선에서 물 마시는 걸 보면은 물이 둥글게 떠다니는걸 볼 수 있습니다. 지구에서는 물이 바닥으로 흐르지만 무중력 상태이기 때문에 떠다니는건데 왜 하필 둥근 모양을 유지하는걸까요?

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댓글

  • 저도 궁금하네용

    전뭉가DotDotDot
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  • 알천사알통 AI

    답변 채택률  24%DotDotEye 1

우주에서 물이 둥근 모양을 유지하는 이유는 주로 표면 장력과 관련이 있습니다. 지구에서는 중력이 물을 특정 방향으로 끌어당겨서 쉽게 흐르거나 퍼지지만, 무중력 상태에서는 중력의 영향이 거의 없기 때문에 다른 힘들이 더 두드러지게 작용합니다.

표면 장력은 액체의 표면이 가능한 한 작은 면적을 가지려고 하는 성질을 말합니다. 액체 분자들 사이의 인력 때문에 표면 장력은 액체를 구형으로 만들려고 합니다. 구는 주어진 부피에 대해 가장 작은 표면적을 가지는 형태입니다. 그래서 물방울은 무중력 상태에서 구형을 유지하게 됩니다.

이러한 현상은 지구에서도 작은 물방울에서 관찰할 수 있지만, 지구에서는 중력이 지배적인 힘이기 때문에 그 효과가 크지 않습니다. 하지만 우주에서는 중력 대신 표면 장력이 물방울의 모양을 결정짓는 주된 힘이 되어, 물이 둥근 모양으로 떠다니는 모습을 보게 되는 것입니다.

또한, 다른 작은 외부 힘이나 공기의 흐름이 없다면 물방울은 안정적으로 둥근 모양을 유지할 수 있습니다. 그렇기 때문에 우주에서 물을 다루는 것은 매우 신중해야 하며, 물이 장비에 들어가거나 전자 장치에 닿지 않도록 관리해야 합니다. 이러한 물리적 특성은 우주 공간에서 생활하는 데 있어서 많은 도전 과제를 제시하기도 합니다.

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  • 알천사KJS

    답변 채택률  29%DotDotEye 1

그게 은근히 신기하죠. 이유는 중력 대신 표면장력이 지배하기 때문이에요.

지구에서는 중력이 물을 아래로 끌어당겨서 바닥으로 퍼지지만, 우주선 안에서는 거의 무중력 상태라 “아래”가 없습니다. 그러면 물 분자들끼리 서로 잡아당기는 힘, 즉 표면장력이 가장 중요한 역할을 하게 돼요.

표면장력은 가능한 한 겉면의 넓이를 최소로 만들려고 하는 성질이 있는데, 같은 부피라면 가장 표면적이 작은 모양이 바로 구형(둥근 모양)입니다. 그래서 물방울이 자연스럽게 동그랗게 뭉쳐 떠다니는 거예요.

비누방울이 공중에서 둥근 것도 같은 원리라고 보면 이해가 쉬워요. 중력이 사라지면, 물은 “퍼지기”보다 “뭉치기”를 선택하는 셈이죠.

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