[물리여행]두 대의 자전거와 여왕벌

'재미있는 물리여행'이라는 과학서적이 있는데 이 책은 고등학교때 즐겨 보던 책이었습니다.
괴짜 물리 선생님이 소개해주신 책이었는데 물리를 퀴즈를 중심으로 재밌게 풀어 놓은 책입니다.
한때 물리를 전공하고 싶어하게끔 해 준 책이기도 하지요.

두 명의 자전거 선수가 서로를 향해 매시 10km의 일정한 속력으로 달리고 있다.
두 사람의 사이의 거리가 20km가 되는 순간 한 마리의 여왕벌이 한 쪽 자전거의 앞바퀴에서 매시 25km의 일정한 속력으로 직선으로 날아와서 다른 자전거의 바퀴로 갔다.
여왕벌은 자전거 바퀴에 닿자말자 같은 속력으로 날아서 곧바로 반대쪽으로 돌아가는 왕복운동을 계속 되풀이하였다.
이러한 운동은 점점 짧아지면서 두 자전거가 충돌할 때까지 계속되어 불쌍한 여왕벌은 두 앞바퀴 사이에 끼여 납작쿵이 되었다.
그러면 두 자전거가 20km로 떨어져 잇던 순간부터 충돌할 때까지 여왕벌이 여행한 왕복운동의 거리는 모두 몇 km일까?
(이 문제는 생각하기에 따라 매우 간단할 수도 또는 까다로울 수도 있다.)

a) 20km
b) 25km
c) 50km
d) 50km이상
e) 주어진 조건만으로는 문제를 풀 수 없다

해답: 정답은 b)이다.
벌이 움직인 전체 거리는 25km이다. 이 문제를 푸는 가장 간단한 방법은 걸린 시간을 생각하면 된다. 두 자전거 주자가 만나는 데 걸리는 시간은 1시간이다. 각각 매시 10km의 속력으로 10km를 달리니까. 따라서 벌은 그 많은 왕복 여행을 1시간 동안 계속하게 된다. 벌의 속력은 매시 25km이므로 움직인 총거리는 25km가 된다. 시간은 속도 문제에서 매우 중요한 변수이다.