감자가 떨어진 후 '내부 상해'가 발생하는 이유는 무엇인가?

이 글은 감자를 던져 발생하는 '내부 부상' 문제를 중심으로, 감자, 사과, 배 등 과일과 야채의 표면이 완전히 좋지만, 내부가 부패한 현상을 통해 그 원인을 역동학적 접촉 문제의 이론으로 설명합니다. 즉, 탄성 구형이 압박을 받을 때 최대 전단 강도는 표면 대신 반지름의 약 47%의 내부 위치에 있다는 것을 지적하며, 포장 및 운송 조건을 개선하는 것이 감자 내부 부상을 방지하는 근본적인 방법이라고 제시하며, 명나라 시대에 이루어진 체형 처벌로 인해 외부에 명백한 부상이 없는 내부 부상도 같은 역동학적 법칙에 따른 것이라고 언급합니다.

감자가 떨어진 후 '내부 상해'가 발생하는 이유는 무엇인가?

집에서 요리를 할 때는 종종 건강한 감자를 벗기다가 갈색 얼룩이 나오는 경우가 있고, 그 얼룩을 제거하면 감자는 거의 남지 않는다. 이러한 '내부 상해'는 사과, 배 등 과일에서도 종종 발생한다. 상식적으로 이는 운송 중 감자와 사과가 서로 압박되었기 때문이라고 생각하지만, 일부 감자와 사과는 표면적으로 손상되지 않은 것처럼 보이면서도 내부적으로 손상되어 있는 경우가 있어 이해하기 어렵습니다.

'내부 상해' 문제는 역학에서 전형적인 접촉 문제입니다. 간단히 말해 감자를 탄성 구형으로 생각하고 서로 압박되는 상황을 고려하면, 두 개의 감자 사이에 있는 접촉 영역은 더는 점이 아니라 접촉 원반이 됩니다. 이 압박 력은 구형 내부에 전단 력을 일으키는데, 놀라운 점은 최대 전단 력이 접촉 표면이 아닌 일정 거리 떨어진 곳에서 발생한다. 계산에 의하면, 최대 전단 력이 발생하는 위치, 즉 '내부 상해'가 발생하는 위치는 반지름의 47%이며, 이는 거의 중심에 해당하므로 감자는 압박되면 거의 전체적으로 상하게 된다. 따라서 운송 중 포장과 운송 조건을 개선하는 것이 감자를 구하는 근본적인 방법일 것이라고 볼 수 있습니다.

명나라 시기에는 '廷杖' 처벌이 있었는데, 이 처벌은 불순종하거나 잘못된 행동을 한 신하들을 법정에서 공개적으로 매를 주는 것이었습니다. 廷杖을 받은 사람들은 筋肉이나 뼈가 손상되지 않고, 외부적으로 분명한 상처도 남지 않지만, 통증이 深入骨髓한 내부 상처를 입었습니다. 이것도 역학의 같은 원리를 반영합니다.