문과 학생이신데 지구과학을 공부하시는 걸 보면 자연 계열로 전향하려 하는 건가요?
지난 번 답변은 지구과학을 공부하고 있거나 공부한 적이 있는 분의 수준에 맞추어 답변을 드린 거였는데.. 지구과학을 배운 적이 없었다면 이해하기가 쉽지 않았을 거에요.
새 질문에 대한 답변을 하도록 하지요. 주말에 사건이 많아서 답변이 늦어졌네요. 미안합니다.
1. 매 12.5시간에 두 번씩의 만조 현상이 일어나는 원인은? 왜 두 개의 조석 팽대부가 생기고 그 둘은 대략 12시간(180도)의 차이가 나는 이유를 설명하라.
조석 현상은 지구에 인력을 미치는 천체들 때문에 일어나는 현상입니다. 그 중 태양과 달의 인력이 가장 중요하구요. 태양보다는 달의 인력이 더 큰 영향을 미칩니다. 워낙 가까운데다.. 인력은 질량에는 정비례하여 증가하지만, 거리에는 제곱에 반비례하기 때문입니다. 따라서, 조석 현상을 이해할 때에는 태양-지구-달의 관계를 고려하게 되는 거지요.
만약, 어느 한 지역에서 만조가 발생했다고 해볼까요. 달과 태양은 움직임이 없고, 오로지 지구만 자전한다고 가정하면, 6시간 후 이 지역에서는 간조가 발생할 겁니다. (지구가 한번 자전하는 데 24시간 걸린다는 점을 참고하세요) 이 때부터 다시 6시간 후에는 만조가 발생하고, 또 6시간 후에는 간조가 발생하겠지요.. 즉, 처음 만조부터 그 다음 만조까지 12시간 걸려야 한다는 거지요.
그런데, 실제로는 달이 지구 둘레를 공전하기 때문에 이 시간은 12시간을 넘습니다. 이 지역이 만조일 때부터 시작하여 12시간 후에 반대편의 만조에 도달하는 동안 달이 지구 둘레를 6.5도 가량 공전하기 때문입니다. 6.5도에 해당하는 시간이 25분이구요.. 그래서 만조부터 다음 만조까지는 12시간이 아닌 12시간 25분이 걸리는 거지요.. 지금은 시간이 넉넉지 않으니까 나중에 그림을 추가하도록 하겠습니다.
참고로 용어 몇 가지 정리할게요..
** 만조 : 해수면이 가장 높은 때
** 간조 : 해수면이 가장 낮은 때
** 만조와 간조 때의 해수면 높이 차이
** 썰물 : 만조에서 간조로 되는 시기
** 밀물 : 간조에서 만조로 되는 시기
2. 태양의 각지름이 1월 4일을 전후하여 가장 크게 보이는 것으로 미루어 볼 때, 지구의 궤도가 타원이기 때문에 생기는 태양과의 거리차로 계절이 바뀐다는 이론의 모순점은 무엇인가?
지구는 태양 둘레를 공전할 때 원궤도가 아닌 타원 궤도를 돕니다. 따라서, 태양과 지구 사이의 거리는 늘 일정하지 않습니다. 지구가 태양에 가장 근접하는 시기는 1월 4일을 전후한 시기인데요. 그 때문에 이 시기에 태양이 가장 커보이는 것이지요.
만약 태양과 지구 사이의 거리 때문에 계절 변화가 생긴다고 한다면 이 시기는 여름철이어야 하는데, 실제로는 북반구에서는 겨울철이고 남반구에서는 여름철이죠. 이게 모순점입니다. 태양과 지구 사이의 거리 때문에 계절 변화가 생긴다면 이 시기에 남반구와 북반구 모두 여름철이어야 합니다.
물론 태양과 지구 사이의 거리는 지구의 온도에 영향을 줍니다. 고등학교 1학년 과학에서도 배웠듯이 태양에서 전자기파(빛 포함)가 퍼져나갈 때 구면파의 형태를 띠기 때문이구요.. 구면파의 에너지 세기는 거리의 제곱에 반비례하여 감소하기 때문입니다.
하지만, 보다 더 중요한 것은 지구에서 관측되는 태양의 고도입니다. 태양의 고도가 더 높을수록 단위 면적의 지표면이 받는 에너지 세기가 더 크기 때문입니다.
** 태양의 각지름 : 태양의 지름을 각도로 표현한 것
3.지구의 그림자로 인해 월식이 일어났다면 초승달일 때와 상현달일 때 달이 떠오르는 시간과 일출 시간 사이에는 몇 시간의 시간차가 생기는가?
지구의 그림자로 인해 월식이 일어났다는 말은 왜 들어가 있는지 모르겠네요.
또한, 초승달은 "삭과 상현달 사이의 달"로 정의되어 있기 때문에 초승달일 때 일출과 월출 사이의 시간을 정확하게 말할 수는 없습니다.
상현달일 때에는 태양-지구-달 사이의 각도가 90도입니다. 지구 자전으로 90도에 해당하는 시간은 6시간입니다. (1회 자전, 즉 360도에 해당하는 시간이 24시간이기 때문이죠.) 그러니까, 태양이 진 다음 6시간이 지나서 달이 집니다. 일출 시간과 월출 시간 사이의 시간도 마찬가지이지요. 태양이 뜬 다음 6 시간이 지나서 달이 뜨게 됩니다.
초승달의 위치를 만약 삭과 상현달 사이의 한복판이라고 가정한다면, 태양-지구-달 사이의 각도가 45도가 되고 이것은 3시간 간격에 해당합니다. 따라서, 태양이 뜨고 나서 3시간 후에 달이 떠오르게 됩니다.
나중에 그림을 추가하도록 하겠습니다.
즐거운 휴일 되시길... ^^
지난 번 답변은 지구과학을 공부하고 있거나 공부한 적이 있는 분의 수준에 맞추어 답변을 드린 거였는데.. 지구과학을 배운 적이 없었다면 이해하기가 쉽지 않았을 거에요.
새 질문에 대한 답변을 하도록 하지요. 주말에 사건이 많아서 답변이 늦어졌네요. 미안합니다.
1. 매 12.5시간에 두 번씩의 만조 현상이 일어나는 원인은? 왜 두 개의 조석 팽대부가 생기고 그 둘은 대략 12시간(180도)의 차이가 나는 이유를 설명하라.
조석 현상은 지구에 인력을 미치는 천체들 때문에 일어나는 현상입니다. 그 중 태양과 달의 인력이 가장 중요하구요. 태양보다는 달의 인력이 더 큰 영향을 미칩니다. 워낙 가까운데다.. 인력은 질량에는 정비례하여 증가하지만, 거리에는 제곱에 반비례하기 때문입니다. 따라서, 조석 현상을 이해할 때에는 태양-지구-달의 관계를 고려하게 되는 거지요.
만약, 어느 한 지역에서 만조가 발생했다고 해볼까요. 달과 태양은 움직임이 없고, 오로지 지구만 자전한다고 가정하면, 6시간 후 이 지역에서는 간조가 발생할 겁니다. (지구가 한번 자전하는 데 24시간 걸린다는 점을 참고하세요) 이 때부터 다시 6시간 후에는 만조가 발생하고, 또 6시간 후에는 간조가 발생하겠지요.. 즉, 처음 만조부터 그 다음 만조까지 12시간 걸려야 한다는 거지요.
그런데, 실제로는 달이 지구 둘레를 공전하기 때문에 이 시간은 12시간을 넘습니다. 이 지역이 만조일 때부터 시작하여 12시간 후에 반대편의 만조에 도달하는 동안 달이 지구 둘레를 6.5도 가량 공전하기 때문입니다. 6.5도에 해당하는 시간이 25분이구요.. 그래서 만조부터 다음 만조까지는 12시간이 아닌 12시간 25분이 걸리는 거지요.. 지금은 시간이 넉넉지 않으니까 나중에 그림을 추가하도록 하겠습니다.
참고로 용어 몇 가지 정리할게요..
** 만조 : 해수면이 가장 높은 때
** 간조 : 해수면이 가장 낮은 때
** 만조와 간조 때의 해수면 높이 차이
** 썰물 : 만조에서 간조로 되는 시기
** 밀물 : 간조에서 만조로 되는 시기
2. 태양의 각지름이 1월 4일을 전후하여 가장 크게 보이는 것으로 미루어 볼 때, 지구의 궤도가 타원이기 때문에 생기는 태양과의 거리차로 계절이 바뀐다는 이론의 모순점은 무엇인가?
지구는 태양 둘레를 공전할 때 원궤도가 아닌 타원 궤도를 돕니다. 따라서, 태양과 지구 사이의 거리는 늘 일정하지 않습니다. 지구가 태양에 가장 근접하는 시기는 1월 4일을 전후한 시기인데요. 그 때문에 이 시기에 태양이 가장 커보이는 것이지요.
만약 태양과 지구 사이의 거리 때문에 계절 변화가 생긴다고 한다면 이 시기는 여름철이어야 하는데, 실제로는 북반구에서는 겨울철이고 남반구에서는 여름철이죠. 이게 모순점입니다. 태양과 지구 사이의 거리 때문에 계절 변화가 생긴다면 이 시기에 남반구와 북반구 모두 여름철이어야 합니다.
물론 태양과 지구 사이의 거리는 지구의 온도에 영향을 줍니다. 고등학교 1학년 과학에서도 배웠듯이 태양에서 전자기파(빛 포함)가 퍼져나갈 때 구면파의 형태를 띠기 때문이구요.. 구면파의 에너지 세기는 거리의 제곱에 반비례하여 감소하기 때문입니다.
하지만, 보다 더 중요한 것은 지구에서 관측되는 태양의 고도입니다. 태양의 고도가 더 높을수록 단위 면적의 지표면이 받는 에너지 세기가 더 크기 때문입니다.
** 태양의 각지름 : 태양의 지름을 각도로 표현한 것
3.지구의 그림자로 인해 월식이 일어났다면 초승달일 때와 상현달일 때 달이 떠오르는 시간과 일출 시간 사이에는 몇 시간의 시간차가 생기는가?
지구의 그림자로 인해 월식이 일어났다는 말은 왜 들어가 있는지 모르겠네요.
또한, 초승달은 "삭과 상현달 사이의 달"로 정의되어 있기 때문에 초승달일 때 일출과 월출 사이의 시간을 정확하게 말할 수는 없습니다.
상현달일 때에는 태양-지구-달 사이의 각도가 90도입니다. 지구 자전으로 90도에 해당하는 시간은 6시간입니다. (1회 자전, 즉 360도에 해당하는 시간이 24시간이기 때문이죠.) 그러니까, 태양이 진 다음 6시간이 지나서 달이 집니다. 일출 시간과 월출 시간 사이의 시간도 마찬가지이지요. 태양이 뜬 다음 6 시간이 지나서 달이 뜨게 됩니다.
초승달의 위치를 만약 삭과 상현달 사이의 한복판이라고 가정한다면, 태양-지구-달 사이의 각도가 45도가 되고 이것은 3시간 간격에 해당합니다. 따라서, 태양이 뜨고 나서 3시간 후에 달이 떠오르게 됩니다.
나중에 그림을 추가하도록 하겠습니다.
즐거운 휴일 되시길... ^^
