|
|
| 340번째 줄: |
340번째 줄: |
| |- | | |- |
| | | | | |
| | * 8분 뒤. 태양에서 지구까지 광속으로 8분이기 때문에 태양이 사라진 후 사라지기 전 마지막에 나온 빛이 약 8분 정도 뒤에 지구에 도착한 후 더이상 빛이 도달하지 않아서 알게 될 것이다. |
| | * 태양에서 나온 빛이 지구에 도착하는 데 약 8분 20초가 걸린다. 그래서 태양이 갑자기 사라진다면, 지구에서는 그동안 평소처럼 태양빛을 보다 약 8분 20초 후에야 태양이 사라졌다는 사실을 알게 된다. |
| * 태양과 지구 사이의 거리는 약 1억 5천만 km 이므로 초속 30만 키로미터인 빛은 약 8분 20초 후에 지구에 도달하여 그 사실을 알게 될 것이다. | | * 태양과 지구 사이의 거리는 약 1억 5천만 km 이므로 초속 30만 키로미터인 빛은 약 8분 20초 후에 지구에 도달하여 그 사실을 알게 될 것이다. |
| * 태양과 지구 사이 거리가 약 1억 5000만 km이고 빛은 약30만 km/s 이기에 나누면 500초로 8분 20초 정도 후에 알게될 것이다. | | * 태양과 지구 사이 거리가 약 1억 5000만 km이고 빛은 약30만 km/s 이기에 나누면 500초로 8분 20초 정도 후에 알게될 것이다. |
| 347번째 줄: |
349번째 줄: |
| * 태양과 지구 사이에 거리는 1억 5000만 km인데 빛은 초속 약 30만 km로 이동하므로 태양 표면을 출발한 빛이 지구에 도달하기 까지 약 8분 20초가 걸린다. 따라서 약 8분 20초 후에 알게 될 것이다. | | * 태양과 지구 사이에 거리는 1억 5000만 km인데 빛은 초속 약 30만 km로 이동하므로 태양 표면을 출발한 빛이 지구에 도달하기 까지 약 8분 20초가 걸린다. 따라서 약 8분 20초 후에 알게 될 것이다. |
| * 지구와 태양사이거리 1억 4,960만 킬로미터이고, 빛의속도는 약 30만 km/s 이므로 약 8분 20초 뒤일 듯 하다 | | * 지구와 태양사이거리 1억 4,960만 킬로미터이고, 빛의속도는 약 30만 km/s 이므로 약 8분 20초 뒤일 듯 하다 |
| |정확한 답변. 굳! | | |'''정확한 답변. 굳!''' |
|
| |
|
| 태양과 지구 사이의 평균 거리는 약 1억 5천만 km이고, 빛의 속력은 초속 약 30만 km임. | | 태양과 지구 사이의 평균 거리는 약 1억 5천만 km이고, 빛의 속력은 초속 약 30만 km임. |
| 356번째 줄: |
358번째 줄: |
|
| |
|
| 이므로 약 8분 20초임. | | 이므로 약 8분 20초임. |
|
| |
| 단순히 8분 20초라고만 쓴 것이 아니라, 거리와 빛의 속력을 이용하여 계산한 과정까지 잘 설명함.
| |
|
| |
| 정보도 빛보다 빠르게 전달될 수 없다는 점을 언급한 답변은 이 질문의 본질까지 잘 짚었음.
| |
| |-
| |
| |
| |
| * 지구에서 태양까지의 거리를 c로 나눈 값 후에 알게 된다.
| |
| * 태양에서 지구까지 광속으로 오는 시간 후에?
| |
| * (태양~지구거리)/c
| |
| * 시간은 거리/속도 빛의 속도는 진공에서 불변이니 지구와 태양사이의 거리를 빛의 속도로 나눈 시간만큼 걸린다.
| |
| * 지구 기준으로 태양빛이 지구에 도달하는데 걸리는 시간이 흐른 뒤 알게 된다.
| |
| * 태양과 지구 사이 거리를 광속으로 나눈값만큼의 초가 지난후에 알게된다.
| |
| * 태양과 지구 사이의 거리를 빛의 속도로 나눈 시간만큼 걸릴것이다.
| |
| * (지구와 태양 사이 거리) / 빛의 속력만큼 걸린 후 알게 될 것이다
| |
| * 태양과 지구의 거리를 광속으로 나누었을 때의 시간 후에 그 사실을 알게 된다.
| |
| |원리는 정확함.
| |
|
| |
| <math>t=\frac{d}{c}</math>를 적용하면 됨.
| |
|
| |
| 다만 식이나 원리만 제시하고 계산 결과를 쓰지 않았음. 태양과 지구 사이의 평균 거리와 빛의 속력을 대입하여 '''약 500초, 즉 약 8분 20초'''라는 결론까지 쓰면 완전한 답변이 됨.
| |
|
| |
| “광속으로 오는 시간 후에?”처럼 물음표로 끝내지 말고, 계산한 뒤 자신의 결론을 명확하게 제시하자.
| |
| |- | | |- |
| | | | | |
| 384번째 줄: |
364번째 줄: |
| * 약 8.316746358353462분 후에 알게 된다. | | * 약 8.316746358353462분 후에 알게 된다. |
| * 약 8분 20초 입니다. | | * 약 8분 20초 입니다. |
| |결론은 맞음. | | |이유 있으면 좋겠는데;; |
| | |
| 500초는 8분 20초이고, 8.3167분도 약 8분 19초에 해당하므로 적절한 값임.
| |
| | |
| 다만 이유가 빠져 있음. 이 문제에서 중요한 것은 숫자를 알고 있는가가 아니라, '''태양이 사라졌다는 정보가 빛의 속력으로 전달되기 때문에 시간이 걸린다'''는 점임.
| |
| | |
| “태양과 지구 사이의 거리를 빛의 속력으로 나누면 약 500초가 걸리기 때문이다.” 정도의 설명을 덧붙이면 좋겠음.
| |
| |-
| |
| |
| |
| * 태양 빛이 지구까지 도달하는 시간인 8분후에 알게된다.
| |
| * 약 8분 뒤 그 사실을 알수있다 빛이 도달하는 8분 정도 걸림
| |
| * 태양에서 지구로 빛이 도달하는데 8분이 걸린다. 따라서 태양이 갑자기 사라졌을 때, 우리는 8분 후에 그 사실을 알게 될 것이다.
| |
| * 약 8분 후에 알게된다
| |
| * 태양의 빛이 지구까지 오는 시간이 걸리므로 8분 후에 알수있다.
| |
| * 빛이 이동하는 시간인 약 8분 뒤
| |
| * 8분후에 알게 된다.
| |
| |맞음. “약 8분”은 약 8분 20초를 간략하게 표현한 것으로 볼 수 있음.
| |
| | |
| 좀 더 정확하게 쓰면 약 500초, 즉 약 8분 20초임.
| |
| | |
| 대략적인 값을 묻는 상황에서는 충분한 답변이지만, 거리와 빛의 속력을 알고 있다면 20초까지 계산해 주는 것이 좋겠음.
| |
| |-
| |
| |
| |
| * 태양과 지구 사이의 거리만큼 빛이 이동해서 닿기에 태양이 사라지기 직전의 빛이 지구에 도달한 이후에 태양이 사라진 것을 깨닫게 될 것이다.
| |
| * 태양에서 지구로 오는 빛이 끊길때까지 태양이 사라진지 모를 것이다.
| |
| * 태양이 사라지고 나서 태양에서 방출된 빛이 지구와 태양 사이의 거리를 이동하는데 걸리는 시간이 지나고 나서야 알게 된다.
| |
| * 8분 뒤. 태양에서 지구까지 광속으로 8분이기 때문에 태양이 사라진 후 사라지기 전 마지막에 나온 빛이 약 8분 정도 뒤에 지구에 도착한 후 더이상 빛이 도달하지 않아서 알게 될 것이다.
| |
| * 태양에서 나온 빛이 지구에 도착하는 데 약 8분 20초가 걸린다. 그래서 태양이 갑자기 사라진다면, 지구에서는 그동안 평소처럼 태양빛을 보다 약 8분 20초 후에야 태양이 사라졌다는 사실을 알게 된다.
| |
| |오, 마지막으로 방출된 빛을 생각했음. 좋은 설명임.
| |
| | |
| 태양이 사라지는 순간에도 이미 태양을 떠나 지구로 이동 중인 빛은 존재함. 이 마지막 빛이 지구에 도달할 때까지는 태양이 계속 보이고, 그 이후 더 이상 빛이 도달하지 않을 때 태양이 사라졌음을 알게 됨.
| |
| | |
| 다만 약 8분 20초라는 구체적인 시간까지 함께 제시하면 더 좋겠음.
| |
| |-
| |
| |
| |
| * 태양의 거리 / 광속(약 8분 20초) 뒤에 알게될것이다. 원래는 빛이 없어지기 전에 열에너지의 부재로 인해 빛이 없어진걸 확인하기도 전에 얼어 죽을줄 알았지만, 빛은 8분 20초 뒤에 바로 사라지지만 열에너지의 경우 지구가 가지고있는 열에너지가 커 순식간에 달과 같은 수준으로 온도가 변하진 않는다고 한다.
| |
| |핵심 답은 정확함.
| |
| | |
| 빛은 약 8분 20초 후부터 도달하지 않지만, 지구의 온도가 그 순간 바로 극단적으로 낮아지는 것은 아님. 지표, 대기, 바다 등에 저장된 열에너지가 있기 때문에 냉각에는 시간이 걸림.
| |
| | |
| 좋은 확장이지만, 질문은 “언제 알게 되는가?”이므로 열에너지에 대한 설명은 핵심 답 뒤에 부가적으로 제시하면 좋겠음.
| |
| |- | | |- |
| | | | | |
| 430번째 줄: |
370번째 줄: |
| * 약 8분 20초 뒤에 알게 된다. 태양빛이 지구까지 오는 데 그만큼 걸리기 때문이다. 중력의 변화도 빛과 같은 속도로 전달되므로, 어두워지는 것과 궤도를 벗어나는 것을 동시에 겪게 된다. | | * 약 8분 20초 뒤에 알게 된다. 태양빛이 지구까지 오는 데 그만큼 걸리기 때문이다. 중력의 변화도 빛과 같은 속도로 전달되므로, 어두워지는 것과 궤도를 벗어나는 것을 동시에 겪게 된다. |
| * 태양이 사라진 후 약 8분 20초 뒤에 알게 된다. 태양과 지구 사이의 거리를 빛의 속도로 이동하는 데 걸리는 시간이 약 8분 20초이기 때문이다. 아인슈타인의 상대성 이론에 의하면 시공간의 왜곡으로 발생하는 중력의 변화(중력파) 역시 빛의 속도로 전달되므로, 태양이 사라져도 8분 20초 동안은 지구에 빛이 계속 도달하고 기존의 공전 궤도를 그대로 유지하다가 그 이후에 어두워지며 궤도를 벗어나게 됩니다. | | * 태양이 사라진 후 약 8분 20초 뒤에 알게 된다. 태양과 지구 사이의 거리를 빛의 속도로 이동하는 데 걸리는 시간이 약 8분 20초이기 때문이다. 아인슈타인의 상대성 이론에 의하면 시공간의 왜곡으로 발생하는 중력의 변화(중력파) 역시 빛의 속도로 전달되므로, 태양이 사라져도 8분 20초 동안은 지구에 빛이 계속 도달하고 기존의 공전 궤도를 그대로 유지하다가 그 이후에 어두워지며 궤도를 벗어나게 됩니다. |
| |오우, 빛뿐만 아니라 중력장의 변화까지 생각했음. | | |오우, 빛뿐만 아니라 중력장의 변화까지 생각한 경우. |
|
| |
|
| 중력장의 변화도 즉시 전달되지 않으므로, 태양이 사라졌다는 가상의 상황에서 지구는 약 8분 20초 동안 태양빛을 계속 받고 기존의 공전 운동도 계속하게 됨. | | 중력장의 변화도 즉시 전달되지 않으므로, 태양이 사라졌다는 가상의 상황에서 지구는 약 8분 20초 동안 태양빛을 계속 받고 기존의 공전 운동도 계속하게 됨. |
|
| |
|
| 그 이후에는 빛이 더 이상 도달하지 않고, 태양의 중력 변화에 대한 정보도 지구에 도달함. | | 그 이후에는 빛이 더 이상 도달하지 않고, 태양의 중력 변화에 대한 정보도 지구에 도달함. |
|
| |
| 다만 여기에서 중력장의 변화와 중력파를 완전히 같은 뜻으로 쓰는 것은 조금 조심해야 함. 여기서는 '''태양이 사라짐에 따른 중력장의 변화가 빛의 속력으로 전달된다'''고 표현하는 것이 더 적절함.
| |
|
| |
| 또 “궤도를 벗어난다”보다는 '''그 순간의 속도 방향으로 운동하게 된다'''고 설명하면 더 정확함.
| |
| |-
| |
| |
| |
| * 약 8분 20초 정도 뒤에 알게된다. 왜냐하면 태양에서 지구까지 빛과 중력이 전달되는데 약 8분 20초가 걸리기 때문에 태양이 사라져도 그 시간 동안은 영향을 받지만 그 뒤에는 빛과 중력이 끊기기 때문이다.
| |
| |결론은 맞음. 다만 “빛과 중력이 끊긴다”는 표현이 살짝 애매함.
| |
|
| |
| 빛과 중력 자체가 어떤 줄처럼 끊기는 것이 아니라, 태양이 사라지기 전에 출발한 마지막 빛이 지나간 뒤 더 이상 태양빛이 도달하지 않고, 태양의 중력장이 변했다는 정보가 지구에 도달하는 것임.
| |
|
| |
| “약 8분 20초 뒤에는 빛이 더 이상 도달하지 않고, 중력장의 변화도 지구에 전달된다.”라고 쓰면 더 정확함.
| |
| |-
| |
| |
| |
| * 빛의 입장에선 길이 수축에 의해 즉시 도착하나 지구에서 보는 관찰자, 즉 우리의 입장에선 8분 20초가 걸린다.
| |
| |뒤의 결론은 맞지만, '''빛의 입장'''이라는 표현은 안 됨!
| |
|
| |
| 빛과 함께 움직이며 빛이 정지해 있는 관성계는 정의할 수 없음. 따라서 빛의 입장에서 길이 수축이 일어나 태양과 지구 사이를 즉시 이동한다고 설명하는 것은 엄밀하지 않음.
| |
|
| |
| 빛의 속력에 한없이 가까운 속력으로 움직이는 관찰자의 고유시간이 매우 작아진다는 극한은 생각할 수 있지만, 그것을 그대로 빛이 경험한 시간이라고 표현해선 안 됨.
| |
|
| |
| 이 문제에서는 지구 기준으로 약 8분 20초가 걸린다고 설명하면 충분함.
| |
| |- | | |- |
| | | | | |
| * 특수 상대성이론에서는 동기화된 시계로 그 시간에 기록된다 하지만 선생니께서 원하신 답변은 8분 후 아닐까 | | * 특수 상대성이론에서는 동기화된 시계로 그 시간에 기록된다 하지만 선생니께서 원하신 답변은 8분 후 아닐까 |
| |“약 8분 후”라는 결론은 맞지만, 앞부분이 무슨 의미인지 명확하지 않음. | | |오오; 맞습니다. 지구에선 태양이 없어지자마자 빛과 중력이 사라졌다고 느끼지. |
| | |
| 동기화된 시계로 태양이 사라진 사건과 지구에서 그 사실을 확인한 사건의 시각을 기록할 수는 있음. 하지만 시계를 동기화했다고 해서 정보가 즉시 전달되는 것은 아님.
| |
| | |
| 태양이 사라졌다는 정보가 빛의 속력으로 지구까지 이동해야 하므로 약 8분 20초가 걸림.
| |
| | |
| 그리고 선생님이 원하는 답을 추측하기보다는 자신의 물리적 근거를 분명하게 쓰자!
| |
| |-
| |
| |
| |
| * 태양과 지구 사이의 거리를 광속으로 나눈 값? 1AU/3×10^9km/s
| |
| |접근 방법은 맞지만 빛의 속력 값이 틀림.
| |
| | |
| 빛의 속력은
| |
| | |
| <math>3\times10^5\ \mathrm{km/s}</math>
| |
| | |
| 또는
| |
| | |
| <math>3\times10^8\ \mathrm{m/s}</math>
| |
| | |
| 임.
| |
| | |
| <math>3\times10^9\ \mathrm{km/s}</math>는 실제 빛의 속력보다 10,000배 큰 값임.
| |
| | |
| 단위를 km로 쓸 때와 m로 쓸 때 지수가 달라진다는 점에 주의!
| |
| |-
| |
| |
| |
| * 몇분후 부터 알수 있을것이다. 그 이유는 우주에서 가장 빠른 것인 빛조차도 지구까지 오는 데 시간이 걸리기 때문이다.
| |
| |생각의 방향은 맞음.
| |
| | |
| 빛도 태양과 지구 사이의 거리를 이동하는 데 시간이 걸리므로 즉시 알 수 없다는 설명은 좋음.
| |
| | |
| 다만 “몇분후”에서 멈추지 말고 계산까지 해보자.
| |
| | |
| <math>\frac{1억\ 5천만\ \mathrm{km}}{30만\ \mathrm{km/s}}\fallingdotseq500\ \mathrm{s}</math>
| |
| | |
| 이므로 약 8분 20초 후임.
| |
| |-
| |
| |
| |
| * 8분 20초이다. 태양은 지구에서 1억 4천km 떨어져있는데 태양에서 뿜는 마지막 빛이 이 거리를 빛의 속도로 이동하면 8분 20초가 걸리기 때문이다.
| |
| |시간과 마지막 빛에 대한 설명은 맞지만, 거리가 틀림.
| |
| | |
| 태양과 지구 사이의 평균 거리는 1억 4천 km가 아니라 약 '''1억 5천만 km'''임.
| |
| | |
| 적어 놓은 1억 4천 km는 실제 값보다 약 1,000배 작기 때문에, 그 값을 이용해서는 8분 20초가 나오지 않음.
| |
| | |
| 계산 결과뿐 아니라 계산에 사용한 거리도 함께 확인하자!
| |
| |-
| |
| |
| |
| * 지구와 태양 사이는 1억 5천만km 떨어져있어 우리는 약 7분 20초 전의 태양을 보게 된다. 따라서 7분 20초 후에 알게 된다. 만약 자신이 태양이 없어진걸 빨리 인식하면 추위는 훨씬 늦게 찾아오니 살수는 있을 것이다
| |
| |거리와 접근 방법은 맞지만 시간 계산이 틀림.
| |
| | |
| <math>1억\ 5천만\div30만=500</math>이므로 500초가 걸림.
| |
| | |
| 500초는 7분 20초가 아니라 '''8분 20초'''임. 우리는 약 8분 20초 전의 태양을 보고 있음.
| |
| | |
| 온도가 즉시 떨어지지는 않겠지만, 그것만으로 생존 가능성을 판단할 수는 없음. 이 질문에서는 정보가 전달되는 시간에 집중하자.
| |
| |-
| |
| |
| |
| * 태양에서 지구까지 빛이 이동하는 시간을 구하면 되는데, 태양에서 지구까지의 거리는 약 1억 5000만 km, 빛의 속력은 3x10^6m/s이기 때문에 거리 속력 시간 공식을 이용해서 계산하면 8분 20초이다.
| |
| |계산 방법과 최종 결론은 맞지만, 빛의 속력의 수치와 단위가 틀림.
| |
| | |
| 빛의 속력은 <math>3\times10^8\ \mathrm{m/s}</math> 또는 <math>3\times10^5\ \mathrm{km/s}</math>임.
| |
| | |
| 답변에서는 거리는 km, 속력은 m/s로 적었기 때문에 단위도 서로 맞지 않음. 단위를 통일하여
| |
| | |
| <math>\frac{1.5\times10^8\ \mathrm{km}}{3\times10^5\ \mathrm{km/s}}=500\ \mathrm{s}</math>
| |
| | |
| 로 계산해야 함.
| |
| | |
| 답은 맞았지만, 적어 놓은 수치로는 그 답이 나오지 않음!
| |
| |-
| |
| |
| |
| * 약 8분 30초. 태양과 지구 사이의 거리는 약 1억 5000만km이고 빛과 중력은 초속 약 30만km로 이동하므로 나누면 500이 나온다. 이 숫자를 60으로 나누면 8.333...이므로 8분 20초일 것 같다.
| |
| |계산 과정의 마지막 결론인 8분 20초가 맞음.
| |
| | |
| <math>8.333\cdots</math>분에서 소수 부분인 <math>0.333\cdots</math>분은
| |
| | |
| <math>0.333\cdots\times60=20</math>초임.
| |
| | |
| 따라서 8.333…분은 8분 30초가 아니라 8분 20초임.
| |
| | |
| 한 답변 안에 8분 30초와 8분 20초가 함께 있으니 최종 답을 하나로 통일할 것!
| |
| |-
| |
| |
| |
| * 둘 사이 거리가 0.0000158 광년이므로 약8분 20초 뒤에 알게 될 것 같다.
| |
| |광년을 이용한 좋은 접근임.
| |
| | |
| 광년은 빛이 1년 동안 이동하는 '''거리'''이므로, 태양과 지구 사이의 거리가 약 <math>0.0000158</math>광년이라면 빛의 이동 시간은 약 <math>0.0000158</math>년임. 이를 환산하면 약 8분 20초가 됨.
| |
| | |
| 단, 광년은 시간 단위가 아니라 거리 단위라는 점은 꼭 기억할 것.
| |
| |- | | |- |
| | | | | |
| * 나는 태양이 갑자기 사라진다는 것을 태양을 이루는 물질이 흩어지는 것이라고 정의했다. 태양의 물질이 아무리 빠르게 흩어지더라도 질량이 있는 물질은 빛의 속도를 넘을 수 없다. 또한 태양이 사라졌다는 정보 역시 빛보다 빠르게 지구에 전달될 수 없다. 검색 결과 태양과 지구 사이의 거리는 약 1억 5천만 km이고 빛이 이 거리를 이동하는 데 약 8분 20초가 걸린다. | | * 나는 태양이 갑자기 사라진다는 것을 태양을 이루는 물질이 흩어지는 것이라고 정의했다. 태양의 물질이 아무리 빠르게 흩어지더라도 질량이 있는 물질은 빛의 속도를 넘을 수 없다. 또한 태양이 사라졌다는 정보 역시 빛보다 빠르게 지구에 전달될 수 없다. 검색 결과 태양과 지구 사이의 거리는 약 1억 5천만 km이고 빛이 이 거리를 이동하는 데 약 8분 20초가 걸린다. |
| |오, 문제의 가상 상황을 스스로 정의하고 정보 전달의 한계까지 생각했음. | | |오, 간단하게 던진 문제에 이렇게 진지하게 덤벼주다니...!? |
|
| |
|
| 실제로 태양을 이루는 물질 전체가 한순간에 사라지는 것은 현실적인 과정이 아님. 질량이 있는 물질은 빛의 속력에 도달하거나 이를 넘을 수도 없음. | | 실제로 태양을 이루는 물질 전체가 한순간에 사라지는 것은 현실적인 과정이 아님. 질량이 있는 물질은 빛의 속력에 도달하거나 이를 넘을 수도 없음. |
|
| |
|
| 다만 이 문제에서 “태양이 갑자기 사라진다”는 것은 실제로 가능한 과정을 묻는 것이 아니라, 태양에서 일어난 변화에 관한 정보가 지구까지 전달되는 데 얼마나 걸리는지를 묻기 위한 가정임. | | 다만 이 문제에서 “태양이 갑자기 사라진다”는 것은 실제로 가능한 과정을 묻는 것이 아니라, 태양에서 일어난 변화에 관한 정보가 지구까지 전달되는 데 얼마나 걸리는지를 묻기 위한 가정임. |
|
| |
| 자신이 추가한 가정과 문제에서 제시한 가정을 구분하면 더 깔끔한 답변이 되겠음.
| |
| |- | | |- |
| | | | | |
| * 지구는 공전 속도 v로 움직인다하고, 태양이 사라진 순간의 태양과 지구 사이 거리를 d이라 할 때 빛이 이동하는 동안 지구도 이동한다. 태양이 사라진 이후 외부 힘이 작용하지 않아 지구는 등속 직선 운동하니 (ct)^2=d^2+(vt)^2이므로, t=(d/c)/sqrt(1-v^2/c^2) 뒤에 빛이 지구에 도달한다. 그러나 일반상대론에서는 중력장 변화의 전파속도가 빛의 속도와 같으므로 그냥 d/c이다. 실제 계산 하면 둘다 약 8분 20초 이다.(밀리초 단위로 차이남) | | * 지구는 공전 속도 v로 움직인다하고, 태양이 사라진 순간의 태양과 지구 사이 거리를 d이라 할 때 빛이 이동하는 동안 지구도 이동한다. 태양이 사라진 이후 외부 힘이 작용하지 않아 지구는 등속 직선 운동하니 (ct)^2=d^2+(vt)^2이므로, t=(d/c)/sqrt(1-v^2/c^2) 뒤에 빛이 지구에 도달한다. 그러나 일반상대론에서는 중력장 변화의 전파속도가 빛의 속도와 같으므로 그냥 d/c이다. 실제 계산 하면 둘다 약 8분 20초 이다.(밀리초 단위로 차이남) |
| |와, 지구가 이동하는 것까지 고려하여 계산했음. 심화된 접근은 매우 좋음.
| |
|
| |
| 태양이 사라진 뒤 지구가 접선 방향으로 등속 직선 운동한다고 단순화하면
| |
|
| |
| <math>(ct)^2=d^2+(vt)^2</math>
| |
|
| |
| 에서
| |
|
| |
| <math>t=\frac{d/c}{\sqrt{1-v^2/c^2}}</math>
| |
|
| |
| 를 얻는 과정은 맞음.
| |
|
| |
| 다만 일반 상대론에서 중력장의 변화가 빛의 속력으로 전달된다고 해서 움직이는 지구까지의 도달 시간이 무조건 정확히 <math>d/c</math>가 되는 것은 아님. 빛의 정보와 중력장의 변화 정보가 모두 같은 속력으로 전파되므로 둘은 움직이는 지구에 거의 동시에 도달함.
| |
|
| |
| 그리고 지구의 공전 속력을 약 30 km/s라고 하면 이 식과 <math>d/c</math>의 차이는 밀리초가 아니라 대략 수 마이크로초 정도임.
| |
|
| |
| 좋은 탐구였지만, 기본적인 답은 약 8분 20초로 충분함.
| |
| |-
| |
| |
| |
| * 거리 나누기 빛의 속도보다 짧아질 것이다 지구는 운동 중이기 때문 | | * 거리 나누기 빛의 속도보다 짧아질 것이다 지구는 운동 중이기 때문 |
| |지구의 운동을 고려하려는 생각은 좋지만, 짧아진다는 결론은 맞지 않음. | | |이얔ㅋㅋㅋㅋㅋ 근데, 내가 별 조건에 대한 언급을 안했다면 단순하게 묻는 거라고 생각하는 게 맞음. 지구의 속력은 빛에 비해 너무 느리기 때문에 무시한다고 생각하자. |
| | |
| 태양이 사라지는 순간 지구는 태양 쪽으로 직접 다가가는 것이 아니라 대체로 공전 궤도의 접선 방향으로 움직이고 있음.
| |
| | |
| 빛이 퍼져 나가는 동안 지구가 접선 방향으로 이동한다고 단순화하면, 빛이 움직이는 거리는 처음의 태양과 지구 사이 거리보다 아주 조금 길어짐. 따라서 <math>d/c</math>보다 아주 조금 길어질 수 있음.
| |
| | |
| 물론 그 차이는 매우 작아서 기본 문제에서는 약 8분 20초라고 답하면 됨.
| |
| | |
| “지구가 운동 중이기 때문”에서 끝내지 말고, 지구가 어느 방향으로 운동하는지도 함께 따져 보자!
| |
| |- | | |- |
| | | | | |
| * 지구와 태양사이의 거리가 약 1억 5천만 km이고 빛의 속도가 약 30만 km/s이므로 태양에서 빛이 지구로 오는데까지 약 8분 20초가 걸리기 때문에 태양이 사라지고 8분 20초 동안은 사라지기 전 빛이 지구로 도달하고 그 이후부터는 태양이 사라짐을 알 수 있을 것 같다. 그런데 태양이 그자리에 있는동안 상호작용을 하던 것들이 있었을 것인데 빛이 전달되는데 영향을 미칠 수도 있을 것 같다. 태양의 중력...?이 있었을 텐데 사라지면 지구도 더이상 태양주위를 도는게 아니라 일자로 날아갈 것 같기도 하다. 그렇다고 하면 지구와 빛이 함께 등속 직선운동을 하면 사라진다는것을 모를 것 같기도 하다
| | * 149,597,870,700÷299,792,458 를 계산해본 결과 약 499.00478383615........생략. |
| |앞부분은 정확하고, 중력과 지구의 운동까지 고민한 점도 좋음.
| |
| | |
| 태양의 중력장이 변했다는 정보도 즉시 지구에 전달되지 않으므로, 지구는 약 8분 20초 동안 기존과 거의 같은 공전 운동을 계속함. 그 후 중력장의 변화가 도달하면 태양이 제공하던 구심력이 사라져, 단순화하면 지구는 그 순간의 속도 방향으로 운동하게 됨.
| |
| | |
| 하지만 지구와 빛이 함께 등속 직선 운동한다고 해서 태양이 사라진 사실을 영원히 모르는 것은 아님. 빛은 지구보다 훨씬 빠르기 때문에 태양이 사라졌다는 정보가 담긴 빛의 경계가 결국 지구를 지나감.
| |
| | |
| 그 이후에는 더 이상 태양빛이 도달하지 않으므로 태양이 사라졌음을 알게 됨.
| |
| | |
| 빛이 퍼지는 모습과 지구의 이동 경로를 그림으로 그려 보면 마지막 의문을 해결할 수 있을 듯!
| |
| |-
| |
| |
| |
| * 149,597,870,700÷299,792,458 를 계산해본 결과 약 499.0047838361564119134711520994967792018303542512733926081622773845764992526930080409160926923651961918268137352541403826776722982137195726251392221481435667070717302701457553011557081932995125581177896076358265156890637989298583355289078019434364823147085307929927977040703272128346871221156604279884852873783769436921591936779143389924772557153522521237008570775986632725763901638913144372697994957564943144767170893938899556972844193431977531602879749563279540541343438332928308690140563843003682234060738112364387765885691493946789014952470885708539072053640522204197678648740389593123119861807864425995666642154153190871799716856119175619821630069159378252270775937932367864971439675110172384656854843226242869658849122882204061317646623385035256624100930517738374859316841119465386951128703844844555762640299643562080537729871776827687906678426179753995012109343991568994040537203907911519241754907656816369943502714801451075863956524216496467032536222108696276808938268887338053047351844988708822021133033306661770657352560883969936295061832409406376727462570122427829722120627864494176167700656432124119680155529462986023484286586022120676564852075097899894466324433018258251179887920996331402039473588091398883690396240721973065780060417664009412805174705228908727250236561988494053442798751128022039833970739850967164757693804291767740201122738051001936813233640454023696620146461456345242681188464054022333010125291410766577723579690587146124936872161073511729237698167843835484346974465915350011907237506288433713699361976611166115459782513941694957516242786868240694700865356659506090710260629705367704747262187629816891524335812343884915210241880067576616620555544462696256354787951336654373072987713386705678900034236351602947930064338042820276686213366982033950967505660199096803162406440524931417720988831546923038337408741616842142172902828662887843562762342740456799617020385482812913192099048735909160196418283477965279566839536703755235897228608733045579151961187762768868588415256263718282065654900497863758800763426810423629803255424124111888098265634154145398814535888024241090147771495972723903547967174010761805088505595427620797585241453939445000981312211663443514646389136313762769842595573234867703042749661167259918193138801377051319950150313654655048059948192559267118054050579217706670926324637559761426686724720739972718059505019302386853240984467994855294191557013752494067078898962828477826483546827585635926838426335595140288685981553278435043219132617405605313793451068071899260387664588947064171974599841334233965285410882484575379144461332646333617905757989415464214246510497605646903899096754462048541594732179686788518208820316620506844104797326155549917136341034970265996484808166855218218998691421383255745546474021037580605179867466846013851355793613727267281687253119623176110721237690375786571655515096380443299877810802031584130111772191413834700271212293139142279556612461544979894057241426667244577580400638364291339177051612152297707235850476265150072587883448355461964289975567030442106719042278241702798273864514630318018207115804094044287131466129144583083541080943403853074916247559503314789860390684011136797844327357961753660927654157330402221125923054408526848263807890724188932064461741729339968919431588902746846286573360027622843000273209007812998417725371863757826756268831819645042571417857349833663927596203904502494188829793710153975921569047610930892731130681079375252328729363832094802064700373483044726895697956484282202989909772846920652019871694037079478497087475095854479434569364650260814766727720682019292159778082209126154868112125756012180933517680421433417114182372126252755831502605712649382260310231019887765155186125462836026381957881008467531227886993741517006408480095920224917732920419232160937150727120693609977339723469627778294542686594203780803585125547087645547107125690266697769961911450087246691175933451934938269861345211025955829749392828287895087740999808607593457204316994525592768581256303652575542777663873051803057700671042231489359215300873246117485717402537191245818465519903105767924288475596007155056582510824872051984710035634051874647226782469624369269489761480257118409563191879897125363974299847129576555258104591810645216431695556530644943709691322521529210718169567828153969103518941760702999406342637212040871288363098180408527822270965869328173692748468008491394403257469539143643166633631590558559014850200134120785653653768701546187662933134895608347825748171423311789918344109910863734937588056334626003166497270588441554456983704373243438966032961376233153937448286307456073494684112433542274102172376864797579397410991573377072748107625842942319783108086061324464673490885484517425718561605709240357207385117073225371133252458272315843249132037871346316524080135464915531664242200515931591581266530727734318119503860233868858702242602780887836744712236890228906292232341615478532151732783084222885953988875864248726363890048227964427310576305425268570298723125316247949106177981301984588284739304549149131696968841024012685469225513338297523148497618308996952818606263937433676200086394434912702173448272671355861794228325783966186367503614784065048094038443088518257520674519437043342831526468888019858057936867778041300825519766744765807283917729511394179235823204064726671676310149203286494952451405565379499973945308524072343407651702832364115043881457484831056023430716192333297457403014454753227981472435840930995001882268832793652200550021842110517670194358258338840532139070690030501034152099983782780819656243653734611295658411793668271668128489076266221480461659912738698716696869005290319878560787543227655180037918098660107053126733428363965046779128779817402878093751110976914569345170117655194648025468339166824536993522365395863294199349071016322898956984434878611922919021531889237854008989112060984536175356352693835947000374505752242773232140483000409570009930002975591867624635173443889639144958076296902705937985938258660262894272010005001526756220131461746112372179823149520325824874487002604982144013776357242449374760455114584637082497919277208768207237554988791612629561214645366428797885235658596855028287602885593606227412165252002436965909262467169871231383679438660194713770951502722593508339692788402301968517166632657583400580410865439450114518891599334363508237422036814548550117294811999573384864805371454674820405255158220157759939377794487411687988495027449956729732006800517977006613021599095731754532664060548180968581938108663160565566996351856189791138775078858054527842725116186878857372722832140093397546378568336098701989360919813399708674459048599548158079413725611469518689492849082947910584194883248196990999686856698709878818899440091985235999499360320798997551833008420778884304020750248493576179291341612069507098807669137560491932055208673728543231064205090843212606769447148667095554485229911954622954524092797557969253516044089408013059487974177122227671251156024745625855604412836829937863213356754958792192163820211914737361404868964382019243459420183278926916833911812417909459216615782909388601096829460599705947239006259457000749498508064535766273346342822273400887223120202710369718507061308393555384238518768874432458204135342190629758938098436085406791654511869007725337773507297505129365195704823234745952148002335669164832692355456120247027695406533542615004677669376192245636813184940096124766420908427256031904578466747152124820965309274057855051176771098090799869288239399271345245116206359000532294911835307077671713809424785462748365737739806649839069667322985156617915985064574239556086497679671447905470657303860526071006095823798209093038624740853220530317677304610511582649620892063935777864031522767660819539362794777178817487129712916260221596368511712192572903218265751035004356247014059306321842159218028093288457576874732452408792752217936049612028598798172567770200543203792004667442301033470294973197758030323764849347877857554375167103103040704246135504849825141364963891119635838203774959542177675463736983003088089694371163933683748641868769093584068749321238761783660348119898333132850193316070679803425875376758143795598753855242082174061897180882382304627556707914246461797247747973699858720261735203492010462784891006164004299267595317557988733659203661487708273168099512363316358011915029563552262545577447448661300211895257218245296884686805563334084942190240156074906994491502518052005164185951602558327201146601226372412610860277212177232290480102738275023583148312556948981018061501733976242991409743870207702156403147406730292060916355674297850414902699119935832408432369569483966137667145715853865810059838129750415535803772621924998526814173557361473049465440521522392668063717600260644315475074426321959040076985525766628858955484463855324872782490078519587040445160231482541165195023018224160929358669856864778099254251419493681859067982290601853633022349081243398057732326274865793988720023103449787252486518523424628647595931182498260179714060718632221228193805996280266663679711382198947780067235714115263033068030016952594584617602354759705129072993557429653550523942800455640548502390944071047978131591289064383334153122691298658353840242371941191395815567848608119421069625440677363537944640355161970085318157003135816045112115528937022158175840434251351313180800565703357353973194349005270839735401215463532441499912582857571420292367728610437558105614518161093965879555248851523809848478576469058471110704192565111161001922203126270774963925209886367454914426166117894800408888204919417952802535145830786710451535108331511128275281695045176887004942599323162425920668090989800684045227048373578497428377601146990829235604052454181485779738995301876473490203679506840695772273230435970473947013036598805964625034029375081877476717576397468944999276799685200886541315192125346929174582504006821946134482142309263830779892401429258103617803487237827710795846638676947636888183491260477273247481095738572582769910776074293369981975997541605933262003542464033568182692574607730792213591977687444초 후에 그 사실을 알게 된다. | |
| |계산 방법 자체는 정확함. 하지만 계산기에 나온 소수점 이하 숫자를 전부 옮겨 적는 것은 물리적으로 의미가 없음;;; | | |계산 방법 자체는 정확함. 하지만 계산기에 나온 소수점 이하 숫자를 전부 옮겨 적는 것은 물리적으로 의미가 없음;;; |
|
| |
|
| 사용한 태양과 지구 사이의 거리는 특정한 정밀도를 가진 값이며, 실제 거리도 지구의 공전에 따라 계속 변함. 따라서 계산 결과만 무한히 많은 자릿수로 쓴다고 더 정확해지는 것이 아님. | | 사용한 태양과 지구 사이의 거리는 특정한 정밀도를 가진 값이며, 실제 거리도 지구의 공전에 따라 계속 변함. 따라서 계산 결과만 무한히 많은 자릿수로 쓴다고 더 정확해지는 것이 아님. |
|
| |
| 이 문제에서는 '''약 499초''' 또는 '''약 8분 19초'''라고 쓰면 충분하고, 일반적인 근삿값을 사용하면 '''약 500초, 즉 약 8분 20초'''라고 하면 됨.
| |
|
| |
| 계산기의 자릿수보다 유효숫자가 중요함!
| |
| |} | | |} |
|
| |
|