수중 폭발 (앨런 세일러와 함께하는 과학!) - Smarter Every Day 63: 영어 학습 노트

It's me Destin,

저예요, Destin.

welcome back to Smarter every day.

Smarter Every Day에 다시 오신 것을 환영합니다.

So today I'm in California

오늘 저는 캘리포니아에 왔습니다.

and I have the great privilege of introducing the man 표현 묶음

그리고 이분을 소개하게 되어 매우 영광입니다.

Alan Sailer.

Alan Sailer 씨입니다.

Hello.

안녕하세요.

Alan Sailer is, if you don't know,

모르시는 분들을 위해 말씀드리자면, Alan Sailer 씨는

one of the best high speed photographers

최고의 고속 사진작가 중 한 명으로,

that currently does the art.

현재 이 예술 분야에서 활동하고 있습니다.

So I'm here in his garden back behind his house

그래서 저는 지금 그의 집 뒤뜰에 있고,

and we're going to basically study explosions

기본적으로 폭죽을 이용해

underwater with some firecrackers.

수중 폭발을 연구해 볼 예정입니다.

You typically do it with the high speed photography method, right?

보통 고속 촬영 기법으로 하시죠, 맞나요?

Yeah, it's just a instant though.

네, 비록 순식간이지만요.

Instant of detonation

폭발하는 순간이죠.

and I'm really looking forward to seeing uh

저는 정말 기대가 됩니다, 어,

time.

시간의 변화를 보는 게 말이죠.

Yeah.

네.

Exactly.

맞아요.

It's not just one moment.

단순히 한 순간이 아닙니다.

This is a M320 Miro Phantom camera

이건 M320 Miro Phantom 카메라인데,

and what do you hope to learn here?

여기서 무엇을 알아내고 싶으신가요?

I just want to be impressed. 말투와 의도

그저 감탄하고 싶어요.

So uh do it.

그럼, 어, 해봅시다.

Three, two, one, zero.

3, 2, 1, 제로.

All right.

좋아요.

Pretty cool.

정말 멋지네요.

Let's look at the video.

영상을 한번 보죠.

Oh, look at that ripple.

오, 저 물결 좀 보세요.

Yeah.

네.

Okay, so we decided we wanted a lower exposure time 어휘 쓰임

좋아요, 그래서 우리는 노출 시간을 줄이고

and also a higher frame rate.

프레임 속도도 높이기로 했습니다.

So what we're going to do is we're going to change the lens. 문법

그래서 렌즈를 교체할 겁니다.

Three, two, one, zero.

3, 2, 1, 제로.

About 20 ft.

약 20피트 정도요.

Yeah.

네.

Man, the uh

세상에, 그 어,

I wonder if that was from impact or if

저게 충격 때문인지 아니면

if the bottle itself... It sucks in.

병 자체가... 안으로 빨려 들어가네요.

There's cavitation that appears on the top

사진을 보면

if you looked at the photograph.

위쪽에 공동 현상이 나타나 있어요.

Yeah?

그래요?

Yeah.

네.

All right, let's just look at the video.

좋아요, 그냥 영상을 보죠.

All right, I have a scientific mystery

자, 여러분이 풀어주셨으면 하는

that I need your help figuring out. 구동사

과학적 미스터리가 하나 있습니다.

Let's first define what an explosion is, right? 전개 흐름

먼저 폭발이 무엇인지 정의해 볼까요?

So basically it's a rapid formation of gas

기본적으로 가스가 빠르게 형성되어

and you have it contained in some type of mechanical device

어떤 종류의 기계적 장치에 갇혀 있다가

and it increases pressure

압력이 증가하고

and that mechanical restraining device will eventually fail

그 기계적 제한 장치가 결국 견디지 못하고

and blow outwards, correct?

바깥으로 터져 나가는 것, 맞죠?

But here's the question.

하지만 여기서 질문이 있습니다.

After each shot, I would go find the bottle on the ground

매번 촬영 후 땅에 떨어진 병을 찾아보면

and the bottle would be sucked in on the top 구동사

병 위쪽이 안으로 빨려 들어가 있었어요.

instead of blown out like you would think.

생각과는 다르게 밖으로 터진 게 아니라요.

This is counterintuitive 어휘 쓰임

이건 직관에 어긋나는 일이고,

and we have to figure out why.

우린 그 이유를 알아내야 합니다.

My theory is that as the bottle blows up on the bottom, 전개 흐름

제 이론은, 병 아래쪽이 폭발할 때

it begins to shoot up like a rocket.

로켓처럼 위로 솟아오르기 시작한다는 겁니다.

And when it does this, it starts to wrinkle like grandma legs

이때 병의 나머지 부분을 앞으로 밀어내면서

if you can see it as it pushes the rest of the bottle forward.

할머니 다리처럼 쭈글쭈글해지기 시작하는 게 보일 겁니다.

Now, the cap has more mass than the sidewalls of the bottle.

자, 뚜껑은 병의 측면보다 질량이 더 큽니다.

So my theory was that the bottle was pushing the cap,

그래서 제 이론은 병이 뚜껑을 밀어내고 있지만,

but the cap weighs too much

뚜껑이 너무 무거워서

and so the bottle is outrunning the cap. 어휘 쓰임

병이 뚜껑을 앞지르고 있다는 것이었죠.

Alan on the other hand disagreed with me. 전개 흐름

반면에 Alan은 제 의견에 동의하지 않았습니다.

My position is that after detonation,

제 입장은 폭발 직후에

there's nothing but high pressure in the bottle. 표현 묶음

병 안에는 고압만 존재한다는 겁니다.

But Alan referenced me back to some of his photos from his Flickr stream.

하지만 Alan은 자신의 Flickr 스트림에 있는 사진들을 보여주었습니다.

He always sees bubbles after detonation, always.

그는 폭발 후에 항상 기포를 본다고 합니다, 항상요.

What causes bubbles to form in a liquid? 문법

액체 속에 기포가 생기는 원인은 무엇일까요?

Of course, cavitation.

당연히 공동 현상(캐비테이션)이죠.

A phase diagram is a fancy chart that uses pressure and temperature 어휘 쓰임

상평형 그림은 압력과 온도를 사용해

to describe what state the matter should be in.

물질이 어떤 상태에 있어야 하는지 설명하는 복잡한 차트입니다.

We're located about right here, which is 23°C.

우리는 대략 이 위치, 즉 23°C에 있습니다.

Now, there's only a couple of ways we can go from liquid over to vapor.

이제 액체에서 기체로 넘어가는 방법은 몇 가지밖에 없습니다.

One is we can move along the right here and increase the temperature.

하나는 오른쪽으로 이동해서 온도를 높이는 겁니다.

I don't think we're heating the water up enough in order to do that. 표현 묶음

하지만 우리가 물을 그렇게까지 가열하고 있진 않다고 생각합니다.

So I would conclude that Alan is correct. 전개 흐름

그래서 저는 Alan이 맞다는 결론을 내렸습니다.

I believe we are lowering the pressure enough 문법

우리가 압력을 충분히 낮추어

that we go beyond this vapor boundary and turn into vapor.

이 증기 경계를 넘어 증기로 변하고 있다고 생각합니다.

And all we have to do to turn it back into a liquid is repressurize. 문법

그리고 다시 액체로 되돌리려면 압력을 다시 가하기만 하면 됩니다.

Okay, let's look at the cavitation.

좋아요, 공동 현상을 한번 볼까요?

Immediately after detonation, we're seeing bubbles all over the bottle.

폭발 직후, 병 전체에 기포가 보입니다.

That's interesting, but 150 microseconds later on the next frame,

흥미롭지만, 150마이크로초 후의 다음 프레임을 보면

all the bubbles seem to be confined in one area. 문법

모든 기포가 한 영역에 갇혀 있는 것처럼 보입니다.

Basically, the shock waves are bouncing off the sides of the cylindrical bottle on the inside 구동사

기본적으로 충격파가 원통형 병 내부의 측면에 부딪혀 반사되고,

and they're bouncing back toward each other

서로를 향해 다시 튕겨 나간 다음,

and then they're interfering with each other 어휘 쓰임

서로 간섭을 일으켜서

and creating a low pressure spot.

저압 지점을 만들어내는 겁니다.

I think that's pretty cool

이건 정말 멋지다고 생각해요.

because you can already see the cap beginning to suck in.

이미 뚜껑이 안으로 빨려 들어가기 시작한 게 보이니까요.

On the next frame,

다음 프레임에서는

you can see what I call the wrinkly grandma leg effect. 전개 흐름

제가 '쭈글쭈글한 할머니 다리 효과'라고 부르는 현상을 볼 수 있습니다.

Now, I think it's pretty interesting that the bubble is collapsing from the left to the right,

이제, 기포가 왼쪽에서 오른쪽으로 붕괴하는 게 꽤 흥미로운데,

which might mean that's a compression wave going towards the front of the bottle. 전개 흐름

이건 압축파가 병의 앞쪽을 향해 가고 있다는 걸 의미할 수 있습니다.

But what's confusing to me 문법

하지만 저를 혼란스럽게 하는 건

is the cap of the bottle is still being sucked in.

병뚜껑이 여전히 안으로 빨려 들어가고 있다는 점입니다.

So I convinced Alan to do a self-portrait with me,

그래서 저는 Alan을 설득해 저와 함께 셀카 영상을 찍었습니다.

but what I didn't realize is this self-portrait would reveal more information 전개 흐름

하지만 제가 몰랐던 건, 이 셀카 영상이 다른 어떤 영상보다

than any of the other videos.

더 많은 정보를 드러낼 것이라는 사실이었습니다.

At the point of detonation,

폭발하는 시점에

clearly we have high pressure in the bottle.

병 안에는 분명히 고압이 발생합니다.

Then you can see the lid suck in

그런 다음 뚜껑이 안으로 빨려 들어가는 게 보이고,

and then check that out, the lid shoots off. 말투와 의도

저기 보세요, 뚜껑이 튕겨 나갑니다.

So that implies to me that you have low pressure and then high pressure. 전개 흐름

이건 저기압이었다가 고기압이 된다는 걸 의미합니다.

Once the fluid is blown out of the bottom of that bottle, 문법

병 밑바닥에서 유체가 터져 나오면,

it begins to pull fluid out of the top of the bottle with it.

유체가 병 위쪽의 유체도 함께 끌어내기 시작합니다.

So we have an oscillation in pressure. 어휘 쓰임

그래서 압력에 진동이 생기는 거죠.

Where have we seen something like that before? 전개 흐름

우리가 전에 이런 걸 어디서 본 적이 있을까요?

Sometimes when I'm drinking with a straw,

가끔 제가 빨대로 음료를 마실 때,

I like to put my finger over the end of the straw 표현 묶음

빨대 끝을 손가락으로 막고

and bring the fluid up out of the cup.

컵에서 유체를 끌어올리는 걸 좋아합니다.

And then I'll release my finger

그런 다음 손가락을 떼고

and watch what the liquid does.

액체가 어떻게 되는지 관찰하죠.

It oscillates.

그건 진동합니다.

That's pretty cool and I think that's caused by fluid momentum 어휘 쓰임

정말 멋진 일인데, 이건 유체의 운동량이나

or the inertia of the fluid itself.

유체 자체의 관성 때문이라고 생각합니다.

So this momentum effect of fluid applies to what we're doing too. 표현 묶음

이러한 유체의 운동량 효과가 우리가 하는 실험에도 적용되는 겁니다.

As the fluid is blown out of the bottom of that bottle,

유체가 병 바닥에서 터져 나올 때,

you can see that it starts to pull liquid out of the top of the bottle

병 윗부분에서 액체를 끌어내기 시작하고

and collapse the sidewalls of the bottle.

병의 측벽을 붕괴시키는 걸 볼 수 있습니다.

That's pretty cool too.

이것도 꽤 멋지네요.

So seriously, thanks for your time.

정말 진심으로, 시간 내주셔서 감사합니다.

It's way more fun to think this through with you. 해설

당신과 함께 이 문제를 고민하는 게 훨씬 더 재밌네요.

Anyway, if you want the high speed footage,

어쨌든, 고속 촬영 영상이 필요하시다면

feel free to download it. 말투와 의도

자유롭게 다운로드하세요.

Draw me some pictures

제게 그림을 몇 장 그려주시고,

and show me what you think the shock waves are doing on the video.

영상 속 충격파가 어떤 작용을 하고 있다고 생각하는지 보여주세요.

This guy did it.

이분이 그렇게 해주셨어요.

I don't think he's exactly right,

완전히 맞다고 생각하진 않지만,

but he took a good stab at it. 관용구

좋은 시도를 해주셨어요.

I'm Destin,

저는 Destin이었고요,

you're getting smarter every day.

당신은 매일 더 똑똑해지고 있습니다.

Have a good one. 표현 묶음

좋은 하루 보내세요.

One, zero.

1, 제로.

By the way,

참고로,

Alan Sailer grows very good apricots.

Alan Sailer 씨는 아주 맛있는 살구를 재배합니다.

The Russians have developed a way to use

러시아인들은 공동 현상을 이용하여

cavitation to create a bubble on the front of the torpedo.

어뢰 앞부분에 기포를 만드는 방법을 개발했습니다.

This is called super cavitation. 어휘 쓰임

이것을 초공동 현상이라고 부릅니다.

If you fly the torpedo in that bubble,

어뢰를 그 기포 안에서 날아가게 하면,

you have way less drag and you can move that torpedo way fast.

저항이 훨씬 줄어들어 어뢰를 엄청나게 빨리 이동시킬 수 있습니다.