피구왕 통키라는 프로를 보면 사람이 피구공에 맞고 질질질 밀려서 라인오버가 되는 장면이 나온답니다. 아마도 주니어 계층에서는 대단히 열광적으로 보고 계시는 모양인데요 (제가 그 프로를 보지 못해 어느정도로 질질 끌려가다가 라인 오버가 되는지는 모르겠으나 어떤 분이 질문을 올려 물리학적으로 풀어보았습니다.).
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먼저 이 운동의 과정을 물리학적으로 해석을 하면...일단 사람이 던지면 피구공이 운동에너지를 가지고 날아갑니다.맞는 사람에게 공이 맞는 순간 일부는 소실되고(소리, 열, 파괴 등) 나머지는 사람+공으로 전달됩니다.
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사람+공에 전달된 에너지는 사람+공을 뒤로 밀리게 하고 이 에너지는 사람과 지면과의 마찰을 통해(f*s) 열 또는 지면의 형상을 바꾸는데 사용된 후에 사람이 멈춥니다.
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자 이제 계산을 하면 되는데 계산에 앞서 몇가지 가정이 필요합니다.
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1. 피구공의 질량 : 270g
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* 공인된 피구공이라는 것이 존재하지 않습니다.(피구는 공식경기가 없으니 그래서 배구공으로 가정하고 공인구의 무게 260 ~ 280g의 중간치를 적용)
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2. 사람의 몸무게 : 60kg
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3. 질질질 끌려가기 위한 초속도 : 12m/s
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* 약 40km/h의 속도로, 사람이 부딪혀서 약하게 날아가는 속도라고 보면 되겠습니다.
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4. 에너지 전달율(효율?) : 70%(0.7)
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* 배구공이 가진 운동에너지가 사람에게 전달되면서 사람+공의 운동에너지로 바뀔때 소실되지 않고 전달되는 에너지의 비율을 말합니다. 음, 열에너지나 화학적에너지가 전기에너지나 운동에너지로 전환될때는 효율이 30% 이내이지만 피구의 경우에는 운동에너지에서 운동에너지로 바뀌는 것이니 더 높은 70%정도로 잡았습니다.
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계산 들어 갑니다.
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에너지 보존법칙이 적용됩니다.
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* 물론 에너지가 완전히 보존되는 운동은 아닙니다. 효율 0.7의 에너지 전달운동입니다.
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충돌하기전의 운동에너지*효율 = 충돌후의 운동에너지
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(0.27*x^2)*0.7/2 = 60.27*12^2/2
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x = 214.3 m/s = 771 km/h
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즉 사람이 넘어져서 끌려갈 정도로 피구공을 던지려면 초속 214.3m 즉 시속 771km의 속도(고속버스의 7배)를 가져야 합니다.
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출 처 : [직접 서술]
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jip8888님의 이의제기에 따른 내용추가 (수정일 : 2004-07-06)
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윽!!! 이의제기가 들어왔습니다.
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이의제기의 요지는
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"사람의 몸무게부분말인데요.
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60kg이면 엄청나게 무겁게 잡으신거에요.
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어릴 때 봤던 기억에 의하면 피구왕 통키의 주인공들은 아무리 봐도 초등학생, 그것도 상급생도 아닌 중(많이 봐줄때),하급생정도로 보였습니다.
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60kg짜리 초등학생이란건...
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제가 초등학교3학년이었을 때 몸무게가 33kg이었던걸로 기억합니다. 그러니까 [사람의 몸무게 : 60kg]라는 부분은 분명 문제가 있다고 생각합니다. ^^;" <== 요런 이의제기입니다.
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답변 드립니다. 일단 이의제기 내용에 대해 수용합니다.^_^
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그런데 일단 오픈사전에 등록이 되서 수정이 되질 않는군요.
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여기에 답변을 올려드립니다.
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맞는 사람의 몸무게가 40kg라면(이의제기를 하신 님께서 초3때 몸무게가 33이었다면 운동을 한 초등학교 고학년쯤이라면 40kg쯤 될 거라고 생각해서...)
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계산을 해보니 175m/s가 되는 군요. 시속으로 환산하면 시속 630km쯤 됩니다.
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wonzzang90님의 이의제기에 따른 내용추가 (수정일 : 2004-07-07)
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윽!!!! 또 문제제기 들어 왔습니다.
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체중에 대한 문제제기 입니다. 40kg도 아니라는 군요...
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"통키는 초등학교 1학년, 초등 1학년의 마른애는 18kg, 뚱보는 29kg"라는 군요
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휴~ 인정합니다.
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그런데 모든 체중에 대해서 제가 계산을 해 드릴 수는 없습니다. 위에 공식있으니 60kg대신 님들께서 적절하다고 생각하시는 체중을 넣으시면 답이 바로 나올 수 있습니다.
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lj11님의 이의제기에 따른 내용추가 (수정일 : 2004-07-07)
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또 이의제기가 들어왔습니다.
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이의제기의 내용이 많아 여기에 올리지는 못하겠군요... 이의제기 창을 열어 확인 바라구요...
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답변은 여기에 올려드립니다.
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이의제기를 하신 님께 한가지만 질문드립니다.(답을 바로 올려드릴 수도 있는데... 제가 드리는 질문을 곰곰히 생각해 보시면 답을 이해하실 수 있습니다.)
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님께서 운동량 보존 법칙을 이용해서 얻은 속도를 가지고...
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충돌 전후의 운동에너지를 구해 보십쇼...(mv^2/2)
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충돌후의 운동에너지가 터무니 없이 많을 겁니다.
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충돌하고 나니 더 운동에너지가 많아졌다??? <== 이상하지 않습니까?
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왜그런지 곰곰히 생각해 보시면 답을 이해할 수 있습니다.
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(힌트 : 실제로 운동에너지가 더 많아지는 충돌은 없습니다. 왜? 에너지는 보존되니까...)
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mysensual님의 이의제기에 따른 내용추가 (수정일 : 2004-07-08)
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으윽!!! 또 문제제기가 들어 왔습니다.
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"어이없는 답변이구려...
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일단 가장 어이없는 것은 사람과 공이 같이 움직이는 완전비탄성충돌에서 운동량만이 보존되고 운동에너지는 보존 되지 않거늘 어찌 그대는.....
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그리고 일단의 가정들이 너무 허무맹랑하구려...
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지면과의 마찰력은 어떻게 측정하는지...
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사람이 밀려가는 속도란 것이 대체 무엇이오?
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일반적인 바람의 속도라는 것인가?
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이 문제는 공기의 저항을 무시한다고 해도 공의 질량과 사람의 질량 그리고 사람과 지면과의 마찰력을 같이 연계해서 풀어야 되고 사람이 얼마나 밀려가는지도 알아야 하오...이런 식으로 하지마시오...아무리 문제 자체가 어이없기는 하지만...." <== 이런 문제제기입니다.
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이 문제제기에 대한 답변에 앞서 lj11님께 사과 드립니다.
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음! 제가 답변한 글에 대해 불쾌감을 가졌다면 사과 드립니다. 결코 님을 무시해서 올린 답변은 아닙니다.
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이 문제제기와 아랫쪽에 lj11님께서 문제제기를 하신 내용에 대해 같이 답변드립니다.
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일단 님들의 주장이 맞습니다. 그러나 어떠한 문제이든지 간에 접근하는 길들이 대단히 많습니다. 어느길로 가든지 간에 답으로 접근할 수 있습니다. 그러나 아무리 간단한 물리학적 문제라 할지라도 모든 변수들을 고려하여 푸는데는 한계가 있습니다.(즉 가장 간단한 일반적인 등가속도 운동의 v=v0t+at가 진리는 아닙니다. 이것이 뉴턴역학에서는 진리라 하더라도 상대론적 세계에서는 진리가 아니며 정확한 표현으로도 진리가 아닙니다. 단지 빛의 속도보다 훨 작게 움직이는 운동이기 때문에 무시하는 것이죠... 모든 문제를 모든 변수를 고려하여 풀수는 없는 것입니다.)
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그래서 가능한 범주내에서 변수를 가급적 상수화하고 운동을 단순화하여 문제를 푸는 것입니다. 이것은 비단 저 뿐만 아니라 대다수의 물리학자들이 같습니다.
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제가 지면과의 마찰계수를 실험을 통해서 알고 있다면 그 길을 택했을 겁니다. 그리로부터 밀려나간 거리를 이용하여 나중의 운동에너지를 구했을 것이고 꺼꾸로 올라와서 속도를 구했을 겁니다.
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그러나 제가 가진 정보로 그것을 구할 수 없었기 때문에(마찰계수를... 통상적으로 0.4~0.6 전후 한다고 하는데 제 정보로는 그것을 명확히 할 수 없었습니다.)
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"밀려나가는 속도"라는 제 나름대로의 개념을 도입한 겁니다.
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그리고 제가 이러한 유형을 글을 올리는 이유는 일상생활속에서 일어나는 물리학적 현상에 대해 물리학적 마인드로 해석해보자는 겁니다. 즉 물리학적 현상에 대해 접근할 수 있는 수 많은 길 중에서 하나를 제시하는 겁니다.
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물론 mysensual님의 말도 옳습니다.(이런식으로 하지 마시오 투의 언행을 제외하고...) 그러나 제가 바랬던 것은 이러한 유형의 물리학적 현상을 궁금해 하는 많은 분들에게 물리학적으로 접근할 수 있는 생각의 기회를 드리고 싶었던 겁니다.
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마지막으로 다시 한 번 lj11님께 사과드립니다. 아울러 이 사과는 mysensual님께는 해당되지 않습니다.
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bumbugba님의 이의제기에 따른 내용추가 (수정일 : 2004-07-09)
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으윽!!! 또 문제 제기가 들어왔습니다.
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"졸라할짖업구만 ㅡㅡ;
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그럼더파이팅의 일보가 뎀푸시롤하다멈췄다다시
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댐푸시하는거랑 시티헌터에서 주인공이 차트렁크에열쇠넣는데를맞춰서그안으로 총알이들어가 차가폭파대는거랑 탱크바퀴를몇방맞춰서 탱크가쓰러지는거랑
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독수리슛이진짜가능한지랑 바람의검심에서구두룡섬이어느정도속도여야가능한지랑
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란마1/2에서 남자가여자로변할수있는지
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증명해주시오" <== 이런 문제 제기입니다.
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이에 대한 답변입니다.
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저는 사람이 문제 제기 한 것에 대해서만 답을 답니다.
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위의 문제 제기는 사람의 IQ수준에서 질문한 것이 아니기 때문에 답변을 하지 않습니다.
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다시 한 번 말하면... 짐승같은 XX들의 이의 제기에 대해서는 답변을 하지 않습니다.
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대신 사람들의 질문에 대해서는 정확하게 답변을 드립니다....
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이 이의 제기는 지성을 가진 사람의 이의 제기가 아닌 짐승의 문제제기이기 때문에 답변을 달지 않습니다.
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아울러 한마디 더 합니다. "인간이 되시오..." 아님..."지식인을 떠나시오.."
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cyberj86님의 이의제기에 따른 내용추가 (수정일 : 2004-07-09)
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제가 올린글은 불꽃슛에 대한 글이 아니었습니다.
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첫댓글 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ"졸라할짖업구만 ㅡㅡ 에 올인..
자 이제 웃긴부분을 말해봐..
푸하하 불쌍해지는데요..ㅡㅡ;
만화는 그냥 즐기는거야 -_-
공대 가면 아주 가끔씩 이런 상상을 하게 됩디다.
ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ그럼왜물어밨엉
오류 발견 ..ㅎㅎ 피구왕 통키는 초등학생들이 펼치는 경기입니다..그러므로 사람 몸무게 평균 60kg은 잘 맞지 않는듯...약간의 오차가 발생하겠네여^^
참나.. 피구하다.. 아빠죽은것 부터.. 문제제기가 되어야쥐..ㅡㅡ;;;; (정말로 선 밟고 죽었나?? 아님.. 도대체.. 어떻게 해서 죽었을까.. 미스테리양!)
아빠니까 어른일꺼고 어른이면 힘이세니 상대가 엄청 세게 던졌는데 명치나 다른 급소 같은곳에 맞아서 죽은거 아닐까요? 아님 금 밟고 죽었든지요. ㅋ
난 수치해석시간에 계란으로 바위치기로 발표하려다가 빠꾸먹었는데...모든 이론은 완벽했지만..공대에서 왜 이런걸 하냐면서 교수님하테 혼난기억이..쩝..우리나라 정말 살기 힘들어...
지ㄹ....