Bullet Block Explained! Veritasium Korean English

Bullet Block Explained!YouTube↗ IA↗(long shot)
Education 1.4M views 36.5K likes 636 dislikes 30 Aug 2013 Show Contributors 2

Veritasium 20.8M subscribers United States YouTube↗

Contributed subtitles

Korean Bumgun Park

Thai Tee Ponsukcharoen

제 최근 영상에서, 두개의 동일한 목재 블록에 같은 총으로 총알을 쏘는 실험을 했었죠.

In my last video we performed an experiment in which two identical wood blocks were shot

하나는 정가운데에, 그리고 다른 하나는 약간 빗겨나간 부분에 말이죠.

with the same rifle, one through the center of mass and the other one slightly off to

아직 그 영상을 보지 못하셨다면 여기를 클릭해서 보시면 됩니다.

one side. Now if you haven’t seen that video yet, then click here now and go and watch it.

스마트폰으로 보고 계신다면, 아래 설명에 달린 링크를 클릭하세요.

Or, if you are on a mobile device, click the link in the description.

그래서 문제는, 정가운데에 총알을 쏜 블록에 비해서 다른 한쪽을 쏜

So the question was: Compared to the block shot straight through its center, how high

블록은 얼마나 높이 올라갈 것인가? 였어요. 여러분의 60% 정도는 그만큼 높이가지 않을거라고 예측하셨어요.

would the block shot to one side go? Now 60 percent of you predicted that it wouldn’t go as high.

그만큼 높아보이지는 않는데.

>> It didn’t seem as high.

그럼 초고속 촬영 영상을 보시죠.

>> Now check out the high speed footage.

오, 말도 안돼.

>> Oh, no.

보시다시피 두 블럭이 모두...

>> You can clearly see that both blocks...

뭐라고?

>> What?

...정확하게 같은 높이까지 갔죠.

>> ... go to the exact same height.

이런...

>> Oh, come on.

19%가 더 높이 갈거라고 예측하셨고, 오직 21%만이 정확하게 두 블럭이 같은 높이에 갈 거라는 정답을 내놓으셨어요. 그럼 처음에 우리 대부분은 틀린거죠.

>> Nineteen percent said that it would go higher. And only 21 percent correctly predicted that both blocks would go to the exact same height.

Henry나 저를 포함해서 이런 것들에 대해 경험이 많은 Destin까지

So most of us got it wrong the first time around and that includes Henry and me and Destin who has a lot of experience with this stuff.

틀렸었죠. 제 말은, 제가 라이플로 나무 블록을 몇번이나 쏴봤는지 당신은 상상도 못할거에요.

>> I mean, I can’t tell you how many times I have hit wood with a rifle.

심지어 경험이 많고 똑똑한 사람들도 가끔은 틀리죠. 이번 경우는 특히

>> So even experienced and intelligent people get it wrong sometimes.

제 생각에 직관에 반하는 내용이었던 것 같아요. 왜냐하면 회전하는 블록이 확실히

In this case I think the result was particularly counter intuitive, because the spinning block

다른 블록에 비해 더 많은 에너지가 있었으니까요. 그래서 제가 여러분들께 영상 답변을 만들어서

clearly ended up with more energy than the other block. So I asked you guys to make me a video response and explain what is happening.

어떻게 된건지 설명해달라고 했습니다. 이게 제가 받은 영상들이에요.

And this is what I received.

블록 가운데에서 움직이는 블록을 상상해보면...

>> If you imagine the bullet traveling through the center of the block, then...

[multiple voices]

워... 정말 많은 영상 답변들이었어요! 심지어 저게 전부가 아니에요!

>> Whoa. That is a lot of video responses. And that is not even all of them.

보내주신 훌륭한 영상들을 보고 정말 깜짝 놀랐습니다! 여러분은 정말 대단한 분들이세요!

I have got to say I was blown away by all of the great video responses I received.

여러분들의 노고에 정말로 아주 많이 감사드려요.

You guys are awesome and really, really appreciate all the effort you went to.

그거 아세요? 여러분들 중 몇분은 약간은 다른 세팅으로 이 실험을 모사하셨어요.

You know, some of you actually replicated the experiment, perhaps with different setups.

>> Oh, ah.

실험이 Scientific America와 Wired를 포함한 곳에 포스팅되었어요.

>> The experiment was featured on blog posts, including Scientific America and Wired.

여러분이 시도해보실 수 있는 시뮬레이션도 있어요. 설명부에 링크를 걸어놨어요.

There is an interactive simulation you can try. Link is in the description.

어떤 분은 심지어 웹툰도 만들어주셨어요.

And someone even made a web comic.

정말 놀라운 일이에요! 영상 답변들이나 그런 것들을 보는 것들 말이에요!

It is so incredible, you know, watching all of those video responses.

제가 이 YouTube 채널을 만들고 가장 자랑스러운 순간이었어요. 여러분들이 모두

And I did watch all of them. That was my proudest moment making this YouTube channel, seeing all of you guys doing science

과학적인 무언가를 하고 서로 엮여서 엄청나게 노력하는 걸 본다는건 정말...

and getting so involved and putting in so much effort.

정말 놀라웠어요. 굉장해요! 정말 감사해요, 여러분. 감사해요.

It just blows my mind. It is amazing. Thank you guys so much. Thank you, thank you.

말로 다 할 수 없을 정도에요. 워우!!

I can’t even put it into words how awesome it is.

그래서 답이 뭘까요. 어떻게 동일한 블록에 동일한 총으로 쏜 것이 다른

Whoo. So what is the answer? How could two identical blocks shot with the same rifle end up with different amounts of

에너지량을 가질 수 있을까요?

energy?

음, 몇분은 회전을 하는데 필요한 에너지가 기본적으로 크지 않을거라고 하셨어요.

Well, some of you felt that the amount of rotational energy would be basically insignificant.

작은 블록이 회전하는데 필요한 그 에너지가 사실은

>> What if the amount of energy necessary to get that very small block rotating really

공중에 중력에 반하는데 필요한 에너지에 비해 압도적으로 작아서

is negligible in comparison to the amount of energy necessary to lift it into the air

무시할만한게 아닐까요?

and resist gravity?

그건 계산할 수 있어요. 회전하는 블록은 1초에 11회정도 회전했어요.

>> Well, we can calculate it, because the spinning block was rotating at about 11 times

그러니 회전 에너지가 블록이 정점에 있을 때, 중력 위치 에너지의 50%라는

per second. So you can calculate that its rotational energy would be equal to 50 percent of the gravitational

것을 계산해낼 수 있죠. 그러니 회전하는 블록이

potential energy when those blocks were at their peak.

사실상 그렇지 않은 것에 비해 1.5배의 에너지를 가진거에요. 제 생각에 그건

So the spinning block actually had 1.5 times the energy of the non-rotating block.

무시할만 하지는 않네요. 그럼 다른 어떤게 작용할 수 있을까요?

And in my books that is not negligible. So what else could be causing this?

음, 몇분은 픽셀을 통해서 블록들이

Well, some of you actually measured the height difference using pixel counters and found

정확하게 같은 높이가 아니라는걸 측정하셨어요. 이건 중요한 문제를 나타내는데, 높이에 차이가 있다고 하기 시작하는 그 차이는 얼마정도부터로 볼 수 있는걸까요? 회전 에너지가 중력 위치 에너지의

that the blocks didn't go to exactly the same height. So this raises an important question, which is: How different would those heights have to be before you can think that there really is a difference there? Well, given that the rotational energy is about 50 percent of the gravitational potential

절반이라는걸 고려했을때, 회전하는 블록이 절반만큼 올라갈거라고

energy, you might expect the spinning block to go half as high.

생각할 수 있어요. 그렇지만 영상에서 보시다시피 절반만큼 가지 않죠.

But looking at the video footage you can clearly see it doesn’t go half as high.

기본적으로 같은 높이까지 올라가고 있어요.

It goes basically to the same height.

확실히 하기 위해서는 물론 이 실험을 수차례 반복해야되겠죠.

To know for sure, you would probably want to do the experiment a number of times.

과학에서는 실험을 여러번 반복해야하고, 그 결과값이 단순한 우연이 아니라는걸 확인해야하니까요.

In science you have got to repeat things and make sure what you saw is not just a fluke,

항상 발생하는 결과여야하는거죠. 그래서 사실은 저희도 이 실험을 수차례 반복했어요. 영상에 모든 블록들을 나열해놓고 여러분들이 높이를 비교할 수 있게 했어요.

that it will happen every time. So, in fact, we did repeat the experiment a number of times and here are all of the blocks lined up side by side so you can compare their heights.

블록들이 분명히 다 같은 높이까지는 가지 않죠. 어쩌면 여러분은 "Derek, 당신 지금

The blocks clearly do not all go to the same height. So you might say: Derek, you were tricking us.

우리를 속인거지. 그 중에서 비슷한 두가지를 뽑아서 보여준 거잖아"라고 하실지도 모르겠네요.

You just picked the two that went the closest and used those.

사실이에요. 그렇게 하긴 했어요. 그런데 요점은 회전하는 블록이 그렇지 않은 블록에 비해

It is true. I did do that. But the point is do the spinning blocks go systematically to a lower height than the

조직적으로 더 낮게 뛰었냐는거죠. 제 생각에 영상을 통한 답변은 명확해요. 아니라는거죠. 그래서 왜죠? 또 다른 의견으로는 공기 저항이 어떤 역할을 했을거라는 거였어요. 회전하는 블록은 위쪽으로 움직일 때

non-spinning blocks? And I think from the video footage the answer is clearly no. So why not? Well, another common response I saw was that air resistance must play a role, that the

노출되는 면이 더 작아질테니 공기의 저항이 더 작아진다는걸 의미하는거죠.

spinning block exposes a small surface area as it is traveling upwards and this means there is less air resistance impeding it.

그러니 낮은 속도를 갖더라도 회전하지 않는 블록과 같은 높이에 닿을 수 있다는 거였죠.

So even with a lower velocity it could make it to the same height as the non-spinning

그런데 이것 또한 계산할 수 있는데, 계산을 해보면 공기 저항의 차이는, 최대치로 본다고 해도 블록 무게의 0.6%정도 밖에 되지 않아요.

block. But you can do the calculation and find that the difference in air resistance would be, at most, about 0.6 percent of the weight of the block.

달리 말하자면, 무시할만 하다는거죠.

In other words, negligible.

그럼 도대체 진짜 답은 뭘까요. 문제에 접근하는 방법은 여러가지가 있어요. 그리고 여러분들이 거의 모든 방법을 사용하셨죠. 힘, 토크, 운동량, 에너지

So what is the real answer? Well, there are a number of ways of approaching the problem and I saw you guys try almost all of them: force, torque, momentum, energy.

그런데 이 중에서 가장 쉬운건 운동량 보존의 법칙이에요.

But the easiest one of these is the law of conservation of momentum.

총알이 라이플에서 나왔을 때, 총알은 수직방향의 특정한 운동량 값을

You see, when the bullet is fired out of the rifle it has a certain amount of momentum

갖게 되죠. 그리고 총알이 블록에 박히는 순간에 블록과 총알이 같이

entirely in the vertical direction. And when the bullet becomes lodged in the block the bullet and block together must have

최초 총알이 갖던 동일한 운동량을 갖겠죠. 그럼 총알이 블록의 어디를 가격하는지는 중요하지 않게 되는거에요. 왜냐하면 총알 자체가 블록을 강타하기 전에 특정한 운동량을 가졌으니까요.

that same momentum that the bullet had. Now it doesn’t matter where on the block the bullet hits, because the bullet had a certain momentum before it hit the block.

블록과 총알이 합쳐진 다음에는 결국 위를 향한 같은 양의 운동량을 같는거에요.

The block and bullet together afterwards must have that amount of momentum upwards.

결국 블록이 회전을 하든지 아니든지를 떠나서 위쪽을 향한 동일한 속도를 갖는다는거죠.

So this means regardless of whether the block is spinning or not, it must have the same

같은 운동량을 갖으니까요. 블록이 회전하든 아니든 결국 같은 높이에 위치하게 된다는거죠.

upwards velocity, so that it has the same momentum, so it will got the same height regardless

간단한 운동량 보존의 법칙이에요. 운동량은 항상 보존되니까요.

of whether it is spinning or not. It is simple conservation of momentum. Momentum is always, always conserved.

그건 언제든지 의존해도 되는 법칙인거죠. 그래서 이걸 가장 먼저 생각했어야해요.

It is something you can always rely on. And it is why you should think about it first.

그런데 몇몇은 이렇게 말할거에요. '좋아, 그런데 각 운동량도 있잖아.'

But some of you may say: Ok, well, there is also angular momentum in the spinning block.

그런데 요점은, 각 운동량과 선 운동량이 서로 독립적이고 독립적으로 보존된다는 점이에요.

But the point is: Angular moment and linear momentum are independent and they are conserved

그러니 간단하게 생각해서, 총알의 상향 운동량이

independently. So you can simply think about the upward momentum of the bullet and that is going to have to

두 블록의 운동량이 될거라는거죠. 그리고 그 중 하나가 돌고 있더라도

be the upward momentum of those two blocks and it doesn’t matter that one is spinning,

상관이 없는거죠. 왜냐하면 둘 모두 같은 선 운동량을 가지고 있으니까요.

because they have the same total linear momentum upwards.

그러니 같은 높이까지 갈 수 있는거에요. 그런데 이런 상황이더라도, 어떻게 회전하는 블록이 추가적인 회전 에너지를 갖는걸까요? 에너지에 대한건 약간 까다로워요.

So they have to go to the same height. But if that is the case, why does the spinning block end up with this extra rotational energy? Well, the thing about energy is it is a little bit tricky.

전체 에너지가 보존되는건 맞지만, 움직임에 대한 에너지, 즉 운동 에너지는

Although total energy is conserved, the energy of motion—which is called kinetic energy—is

보존되지 않아요. 어떤 일이 발생하냐면, 총알이 나무를 강타할 때, 많은 양의 운동 에너지를 잃게 되죠. 나무를 덥히고, 소리를 내면서 블록을 변형시키죠.

not conserved. So what happens is as the bullet strikes the wood a lot of its kinetic energy is lost, heating up the wood, creating sound and deforming that wood block.

그래서 회전하는 블록이 만약에

So it would be possible for the rotating block to end up with more energy of motion, more

총알이 나무를 변형하고 덥히거나 소리를 만들 때 에너지를 덜 잃는다면

kinetic energy, if the bullet loses less energy deforming the wood and heating it up and creating

더 많은 에너지를 가질 수 있는 셈이죠. 이런건 좀 더 직관적으로 다가올 수 있어요. 총알이 블록 옆 부분에 박히는 걸 상상해보면, 블록은 좀 더 빠르게 총알로부터 멀어질거에요. 회전하니까요. 그건 총알이 안쪽으로 그만큼 깊게 박히지 못할 거라는걸 의미하고 그건 나무에 박힐때 에너지를 덜 잃는다는걸 의미하죠.

that sound. And this kind of makes a little bit of intuitive sense, because if you imagine the bullet entering the block on the side, the block will be moving away from it faster, because it is rotating. So that may mean that the bullet doesn’t penetrate in as far and so it wouldn’t lose

이걸 통해서 블록이 추가적인 에너지를 갖고 회전을 하면서 같은 높이까지 가는 걸

as much energy as it is entering the wood, which explains why the block has extra energy allowing it to rotate and go the same height as the other block.

설명해낼 수 있어요. 각각의 블록에 총알이 얼마나 깊이 박혔는지 확인해봅시다. 첫번째 테스트에요.

Let’s have a look at how far in the bullet went into each block.

가봅시다. 이게 우리가 중앙에 쐈던거죠.

This is our first test. Here we go.

이만큼이요.

This is the one where it went straight in. >> There.

예.

>> Yeah.

- 그럼 반대의 경우를 확인해봅시다. - 이건 가운데에서 벗어나게 쏜 거였죠.

>> And we come over here to the opposite end. >> This is where the bullet went in off center.

여기까지 들어가질 않아요. 보이죠?

>> It is not going in here.

그렇네요. 다른 것도 볼까요.

See where my...? >> Yeah, let’s see the other one.

이건 다 들어가고, 이건 부분적으로만 들어가네요.

>> Ok. It is all the way in. It is part way in.

그럼 총알이 회전하는 블록에서는 깊게 들어가지 못한거네요.

>> So the bullet didn’t go as far into the spinning block.

- 그렇네요 - 이건 제법 괜찮은 증거였어요.

>> Right.

추가적인 확인을 위해 X-ray 촬영을 해봤어요. 여기에 그 사진이 있습니다.

>> So that was pretty convincing evidence. But just to be extra sure we x-rayed both blocks and this is what we saw.

두 사진을 덮어씌워서 깊이차를 비교해보겠습니다. 잠깐만요. 이거 보기에는

I am going to overlay the blocks so we can see the difference in penetration depth.

두 블럭 모두 같은 깊이에 박힌 것 같은데요. 그럼 제 이론이 틀린걸까요?

Hang on. It looks like both blocks penetrated each block to the same depth. So does that mean our theory is wrong?

그럼, 두 총알의 깊이차가 원래 얼마여야하는지를 생각해봅시다.

Well, let’s think about how different the bullet depths should be.

제 말은, 총알이 블록을 강타할때 최초 운동 에너지의 97% 가량을 잃게 되요.

I mean, when the bullet strikes the block it actually loses 97 percent of its original

그리고 블록의 회전 에너지의 양은 최초 총알의 운동 에너지의

kinetic energy. And the amount of rotational energy the spinning block has only works out to about one percent

1% 정도 밖에 안되죠. 그러면 두 깊이의 차이가 결국 1%정도 밖에 안된다고 볼 수 있어요. 그리고 측정값에 의하면 그건 0.1mm에요.

of the original kinetic energy of the bullet. So we would only expect a difference in depths of about one percent. And for our measurements, that would be about a tenth of a millimeter.

그건 측정할 수 없는 부분이고 그게 바로 우리가 보고 있는거에요.

That would be immeasurable and that is what we see.

정답이 약간 불만족스럽긴 하지만, 그래도 그게 진실이에요.

So although this answer is a little bit unsatisfying, at least it is the truth.

추가적인 도전으로, 저는 여러분들이 이 실험을 좀 더 개발해서

As an extra challenge, I want you guys to think about how we could perhaps modify this

총알의 깊이 차를 측정할 수 있는 방안을 떠올리셨으면해요. 답안을

experiment so the difference in bullet depth would be measurable.

댓글로 남기셔도 좋고, 영상으로 만들어주셔도 좋아요. 어떤 쪽이든 저는 너무 좋습니다.

You can leave your answers in the comments or make me another video response, because I love those so much.

이 Veritasium 에피소드는 Audible.com에서 만나보실 수 있습니다. Audible.com은

This episode of Veritasium was brought to you by Audible.com, a leading provider of

10만건이 넘는 작품들을 오디오북으로 제작하는 곳인데요.

audio books with over 100,000 titles in all different types of literature.

오늘 저는 이 자리에서 제 삶을 바꾼 책을 소개하려고 합니다. "The Four Hour Work Week"이라는 Tim Faris의 책인데요. 사실 올해 VidCon에서 만났었죠.

Now today I wanted to recommend a book that changed my life. It is called The Four Hour Work Week and it is by Tim Faris who I actually got to meet this year at VidCon.

이 책을 3년 전에 읽었는데, 저는 그때 제 직업을 그만두고 이 YouTube 채널을

So I read this book about three years ago when I was thinking about quitting my job

시작할 생각을 하고 있었어요. 이 책은 제 결정을 내리게 해준 것들 중 하나였어요.

and starting this YouTube channel. And it is one of the things that contributed to my decision.

그러니 만약 여러분도 직업을 바꿀 생각을 하고 계신다면, 어쩌면 이게 바로 당신을 위한 책일거에요.

So if you are thinking about quitting your job, perhaps this is the book for you.

Audible.com/Veritasium에서 무료로 다운받으실 수도 있고, 아니면 아래의 링크를

You can actually download it for free by going to Audible.com/Veritasium, click the link

클릭해서 원하는 어떤 책이든 한달동안 무료 체험을 하실 수도 있어요.

in the description or you can choose any other book of your choosing for a one month free

Audible의 후원에 감사드리고 여러분들께도 시청해주셔서 감사하다고 인사드리고 싶네요.

trial. So thanks to Audible for supporting Veritasium and thanks to you for watching.