과학하고 앉아있네 <물리학자들> S8E10 축구의 물리학, 양자 정보와 양자 컴퓨터

1. 오정근 - 2022년 11월 과학하고 앉아있네
아무도 시도 안해본??
축구의 아무말 물리학

5. 1. 운동에너지 → 열에너지
2. 섬유가 타는 온도 (착화점 - 면: 약 400도/ 모: 약 600도)
𝐸𝑟 =
1
2
𝐼𝜔2
𝐸𝑡 =
1
2
𝑚𝑏𝑎𝑙𝑙𝑣2
𝐼 =
2
5
𝑚𝑏𝑎𝑙𝑙𝑟2
회전운동 직선운동
+
𝐸𝑡𝑜𝑡 =
1
2
⋅
2
5
𝑚𝑏𝑎𝑙𝑙𝑟2
⋅
𝑣2
𝑟2
+
1
2
𝑚𝑏𝑎𝑙𝑙𝑣2
=
1
5
+
1
2
𝑚𝑏𝑎𝑙𝑙𝑣2
=
7
10
𝑚𝑏𝑎𝑙𝑙𝑣2
=
3
2
𝑁𝑘𝐵𝑇
𝑣 =
3
2
⋅
10
7
⋅
𝑁𝑘𝐵𝑇
𝑚𝑏𝑎𝑙𝑙
=
15
7
⋅
6 × 1023 × 1.38 × 10−23 × 375
0.45
= 121.6[𝑚/𝑠] = 437.8[𝑘𝑚/ℎ]
약 25m전방
0.2초만에 도달

6. 1.섬유의 착화점을
500도정도로 보아,
축구공이 이를 견
딜 내구성이 없음
2.437km/h로 공을
보낼 추진력???

7. 이건 좀 다른 메커니즘!
시공간의 왜곡? 블랙홀?

8. 상대론적 질량증가
𝑚𝑎 = 𝛾𝑚0 =
𝑚0
1 − 𝑣2/𝑐2
=
0.45
1 − 0.999999999999999999999999999999992
= 3.18 × 1015
𝑘𝑔
𝜌 =
0.45
1 − 0.999999999999999999999999999999992 × 0.0056
= 5.68 × 1017
𝑘𝑔/𝑚3
𝑉 =
4
3
𝜋𝑅3
=
4
3
𝜋(0.11)3
= 0.0056𝑚3
𝜌 = 0.45/0.0056 = 80.71𝑘𝑔/𝑚3
중성자별의 밀도!!!

9. 축구공의 궤적은 과연 이럴까?

10. 마그누스 효과 (조금 더 정확하게는 로빈스 효과)
J. Wesson, Science of Soccer, (2002)
공은 위쪽 방향으로 힘을 받음
공은 어떻게 휘는가?
힘을 오른쪽으로 받음

11. 충격파?

12. 충격파(Shock wave)
속력
소리의 속력
마흐 수
마흐각

13. 골키퍼의 손목에 가해지는 힘

14. 공의 속도는?
마흐각
축구공의 질량: 420 g
골키퍼가 받는 충격량:
축구공의 초기 운동량:
축구공의 나중 운동량:
축구공이 정지하는 데 걸린 시간: 대략 0.001 초
(동영상 참조: 공이 손에 닿자마자 정지)
(20 000 g!!!)
의문점: 1. 공의 재질은 무엇인가?
2. 이 골키퍼의 손은 무엇으로 되어 있는가?