세상에 회전이란 뭘가요? - 브라이언 존스 (Brian Jones)

전체 강의 보기: http://ed.ted.com/lessons/what-on-earth-is-spin-brian-jones

지구는 왜 자전할까요? 회전목마에서 떨어진 농구공은 보이는 것 처럼 곡선을 그리며 떨어질까요? 아니면 일직선으로 떨어질까요? 그리고 돌고있는 동안에 속도 조절은 어떻게 할까요? 정리해서 왜 회전하는 움직임은 매우 특별할까요? 브라이언 존스가 우리의 삶에 영향을 주는 회전을 어지럽게 알려드립니다.

강사: 브라이언 존스 (Brian Jones)
애니메이션: 플레밍 메두사 스튜디오 (Flaming Medusa Studios.)

다음 번에 당신이 허리케인이나

열대 태풍으로 인한

거센 바람이 나무들과 집들을 파괴하는
뉴스 보도를 보게 될때는

" 어떻게 바람이 저렇게 빠를 수 있지?"라고
자신에게 물어보라,

놀랍게도, 이 움직임은

5억년 전부터 시작되었다.

하지만 왜 그런지를 이해하기 위해서는
우리는 '돈다' 라는 것을 이해하여야 한다.

물리학에서는, 우리는 두 가지의 움직임을 논한다.

첫번째는 직선 운동이다,

당신이 무언가를 민다면,
그것은 앞으로 움직일 것이다.

두번째 종류의 회전은
어떤 물체 주위를 돌거나

그 장소에서 궤도를 도는 것이다.

땅과의 마찰같이 물체를 느리게 하거나
멈추게 하지 않는다면

땅과의 마찰같이 물체를 느리게 하거나
멈추게 하지 않는다면

직선 운동을 하는 물체는
영원히 움직일 것이다.

직선 운동을 하는 물체는
영원히 움직일 것이다.

당신이 회전하는 물건을 가지게
되었을 때도 같은 일이 일어난다.

그 물체는 무언가가 자신을
멈추기 전까지 계속 돌 것이다.

그러나 회전이 속도가 더해질 수도 있다.

만약 스케이터가 얼음을 미끄러지듯이

그녀가 그녀의 팔들을 안으로 굽히면서
직선 운동을 한다면

그녀는 같은 속도로 계속 탈 것이다.

그러나 그녀가 얼음위에서 돌고 있을 때

그녀의 팔을 안으로 굽히면,

당신이 알다시피

그녀는 더욱 빠르게 돌 것이다.

이것은 각운동량의 보존 이라고 불린다.

수학적으로, 각 운동량은 두가지 숫자를 곱하면 나온다.

그 중 하나는 회전 속도 이고

다른 하나는 물체와 축까지의 거리이다.

만약 무언가가 자유롭게 돌고 있다면

한 숫자가 점점 커질수록,

다른 숫자는 점점 작아질 것이다.

팔을 더 굽힐수록 더 빠르게 돌 것이고

팔을 더 뻗을수록, 느리게 돌 것이다.

회전은 다른 영향을 일으키기도 한다.

만약 당신이 회전목마를 타고 있고

당신이 친구에게 공을 넘겨준다면

공은 실제 곡선을 그리진 않지만

곡선의 길을 따라가는 것처럼 보일 것이다.

사실, 그 공은 직선으로 간다.

당신이 곡선의 길을 가고 있다면

당신의 시각에서는

공이 곡선을 만드는 것처럼 보일 것이다.

우리는 이것을
코리올리의 효과라고 부른다.

아, 당신이 빠른 회전목마를

바로 지금, 이순간에 타고 있다면,

우리는 그것을 지구라고 부른다.

지구는 매일 궤도를 한번 회전한다,

그러나 왜 지구가 자전할까?

자, 그 이야기는
수십억년 전에 시작된 것이다.

많은 양의 먼지와 가스는

태양 지구 그리고 행성들을 형성했다.

그리고 당신과 나는

중력이 모든 것을 끌어 당길때
무너지기 시작했다.

무너지기 전에

이 구름은 매우 느린 회전을 했고,

그래서, 스케이터가
그녀의 팔을 안으로 굽히듯이,

그 구름이 무너지면서

회전은 점점 더 빨라졌다.

그리고 그 구름에서 생겨난 모든 것들,

태양,

태양 주위의 행성들,

그리고 행성 주위의 달들은,

그 구름의 회전을 모두 물려받았다.

그리고 이 회전은
우리에게 낮과 밤을 주었다.

그리고 이 낮-밤 순환은
우리에게 날씨를 주었다.

지구는 낮에는 따뜻하지만,

밤에는 시원하다.

그리고 극보다는
적도쪽이 더 따뜻하다.

기온의 차이는

기압의 차이를 만들고,

기압의 차이는

공기를 움직이게 한다.

이로 인해 바람이 불게 되는 것이다.

하지만 지구가 돌기 때문에,

움직이는 공기는 오른쪽으로,

북반구 방향으로 곡선을 만든다,

왜냐하면
코리올리스 효과 때문이다.

만약 대기권에
낮은 기압을 가진 지역이 있다면

공기는 그 지역에

물이 빠지듯 밀고 들어올것이다.

그러나 공기는 오른쪽 방향 곡선으로
움직일때 회전을 얻게 된다.

그러나 공기는 오른쪽 방향 곡선으로
움직일때 회전을 얻게 된다.

태풍의 저기압은

공기가 점점 탄탄하게 뭉쳐지게 하고

점점 빨라지게 하며

그리고 허리케인의 강풍을 만들어 낸다.

따라서 만약 당신이 회전하는 태풍의
일기예보를 보게 된다면,

이것에 대해서 생각해라:

그 회전은 지구의 자전으로부터 오고,

지구의 회전은 유물이,

즉, 지구를 만들기 위해 무너졌던

먼지와 가스의 구름의
부드러운 회전의

화석 유적이 되는데,

(그것은) 약 5억년 전에 일어났다.

당신은 어떤 무언가가 회전하는 것을,

이는 진흙보다 오래되었고,

바위보다도 오래되었으며

지구 그 자체보다도
오래된 것을 보고 있는 것이다.