[물리 칼럼] 1+1 < 2인 이유를 알아보자
게시글 주소: https://orbi.kr/00064279092
Q. 관찰자 A에 대해 양 쪽으로 1m/s의 속력으로 B, C가 멀어질 때 B가 본 C의 속력은 2m/s일까요?
답은 “2m/s보다 작다” 입니다. 교과서에서 직접적으로 다루지 않기 때문에 과외 때 자주 들어오는 질문인데요. 동시성의 상대성을 쓰면 쉽게 설명할 수 있습니다.
A의 입장에서 B, C가 같은 속력으로 멀어지므로 ‘A~B 거리가 L인 사건’과 ‘A~C 거리가 L인 사건’은 동시에 일어납니다.
B는 A에 대해 왼쪽으로 움직이므로 B가 볼 때는 ‘A~B 거리가 L인 사건’이 먼저 일어나고 ‘A~C 거리가 L인 사건’이 나중에 일어납니다. 그러니까 A~B 거리가 L일 때 A~C 사이 거리는 아직 L보다 작겠죠.
결국 B가 볼 때 A가 1초 동안 1m를 움직였다면 C는 2m 보다 짧게 움직였을 겁니다. 즉, C가 보는 B의 속도는 2m/s 보다 작습니다. 끝!
결론: 양쪽으로 멀어지거나 가까워질 때의 상대속도는 속력의 합보다 작다.
퀴즈) A가 볼 때 B, C가 같은 방향으로 각각 1m/s, 2m/s로 움직이고 있다. B가 보는 C의 속력은 1m/s보다 클까? [o/x]
동시성의 상대성을 이용해서 시간 지연도 설명할 수 있습니다.
움직이는 물체의 시계는 왜 느리게 흐를까요?
먼저, 시간 지연의 의미부터 생각해봅시다. 편의 상 시간 지연의 비율이 2배라고 해보겠습니다. 정지한 관찰자 A에 대해 움직이는 B를 볼 때, B의 시간이 2배 느리게 간다는 것은 쉽게 말해, B의 시계가 10초일 때 A의 시계가 20초를 가리키고 있다는 뜻입니다. 이게 대체 어떻게 가능할까요...? 쉽게 설명해보겠습니다.
A, B가 관찰자 C에 대해 양쪽 방향으로 같은 속력으로 멀어지고 있다고 합시다. C가 볼 때 A, B의 운동은 완전히 좌우 대칭입니다. A의 시계 a가 10초일 때 B의 시계 b도 10초를 가리키고 있겠죠.
그런데 A가 볼 때는 A의 시계 a가 10초를 가리키는 사건이 먼저 일어납니다. (A의 운동 방향을 생각해보면 됩니다.) 이 때 B의 시계는 아직 10초를 가리키기 전입니다. 편의 상 5초 정도라고 생각해봅시다.
시간이 더 흘러 (A 입장에서) B의 시계가 10초일 때 자신의 시계는 10초 이후를 가리키고 있습니다. B의 시계가 10초일 때 A의 시계가 20초를 가리키고 있다면 A는 B의 시간이 2배만큼 느리게 간다고 생각하게 됩니다.
결론: 시간 지연은 동시성의 상대성 때문에 일어난다.
0 XDK (+0)
유익한 글을 읽었다면 작성자에게 XDK를 선물하세요.
-
제곧내 입니다ㅏ
-
경희대 선배입니다. 21학번 새내기 특강 하나 준비했는데...ㅎㅎ 3
안녕하세요. 저는 경희대학교 16학번 선배(어쩌면 후배 또는 동기)입니다. 저도...
-
한국교원대 독어교육과 예비 21학번 오픈채팅 초대 안내 0
안녕하세요! 저는 한국교원대학교 독어교육과 부학회장입니다.먼저 새내기 여러분들의...
-
안녕하세요! 연세대학교 중앙새내기맞이단입니다. 연세대학교 21학번 합격을...
-
연세대학교 21학번 새내기들 주목! ?연세대학교 21학번 신입생 커뮤니티 형성을 위한 신입생 인증 안내? 0
안녕하세요! 연세대학교 중앙새내기맞이단입니다. 연세대학교 21학번 아기독수리...
-
국민대 국제통상 0
국민대 국제통상학과 22명 중 14등이고 5칸 최초합 뜨는데 가능할까요..
-
점수 899점인데 합격 가능 할까요ㅠㅠ?
-
연세대학교 중앙새내기맞이단에서 비대면 논술, 면접 응원행사를 진행합니다! 0
*문제 시 삭제하겠습니다. 안녕하세요! 오르비에 계신 수험생 여러분 반갑습니다!...
-
연세대학교 중앙새내기맞이단이 수험생 여러분들을 응원합니다! 3
여러분 안녕하세요! 연세대학교 중앙 새내기 맞이단입니다 :) 드디어 수능...
뉴턴 vs 아인슈타인