답변 내역

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.빛의 속도가 한계 속도라고 불리는 이유는 상대성 이론에서 말하는 것처럼 빛은 질량을 가지지 않는 입자인 광자(particle of light)이며, 이 광자의 질량은 0입니다. 이러한 빛의 속도는 공간과 시간을 뒤틀어 변형시키는 중력과는 다르게 어떤 기체나 물질에 의해서도 감속되지 않고, 이론상으로는 무한정 가속도를 가할 수 있습니다.이에 따라, 빛의 속도는 우주에서 측정한 모든 관측자들이 같은 값을 측정하게 됩니다. 이러한 특성으로 인해 빛은 매우 중요한 역할을 하고 있으며, 광통신, 광촉매 반응, 태양광 발전 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.우리나라는 지리적으로 여름과 겨울철에 아시아 대륙과 북극과의 기압차가 크게 형성되는 영향을 받습니다. 이 기압차에 따라 바람과 해류, 기온 등이 변화하면서 4계절이 형성됩니다.봄에는 남쪽 바다의 수온이 상승하면서, 대륙과의 기압차가 줄어들어 부산에서는 온난한 남쪽 바다에서 찬 대륙으로 바람이 불고, 서해안에서는 바람이 약하게 불게 됩니다. 이에 따라서 온도가 조금씩 올라가면서 봄이 시작됩니다.여름에는 아시아 대륙에 기압이 강하게 형성되면서 북상하게 됩니다. 이에 따라 여름철에는 열대성 저압대가 발생하게 되어 매우 더워지게 됩니다.가을에는 여름에 형성된 열대성 저압대가 북상하면서 차가워지는 기압대와 만나게 되어 기압차가 커지게 됩니다. 이에 따라 바람이 강해져 낙엽이 떨어지는 계절인 가을이 시작됩니다.겨울에는 북극에서 남하하는 기압이 강해지면서 대륙과의 기압차가 커지게 됩니다. 이에 따라 북서방에서는 찬 바람이 불게 되고, 대륙의 내륙 지방에서는 매우 추워지는데 이러한 기압 차이에 의해 겨울이 형성되게 됩니다.

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.플라스틱은 일반적으로 생분해성이 없는 비생분해성 폴리머로 제작되기 때문에, 플라스틱이 묻혀있는 땅에서 분해되어 없어지는데는 매우 오랜 시간이 걸립니다.실제로는 플라스틱의 분해에 필요한 시간은 매우 다양합니다. 플라스틱의 종류, 땅속의 조건(습도, 온도 등), 땅에 묻힌 위치와 깊이 등에 따라 분해되는데 걸리는 시간이 달라집니다.일반적으로 폴리에틸렌(PE) 등의 일부 플라스틱 종류는 수십 년에서 수백 년 이상의 시간이 걸려야 분해될 수 있습니다. 그리고 일부 플라스틱은 심지어 수천 년 이상의 시간이 걸릴 수도 있습니다.따라서, 플라스틱 사용량을 줄이고, 적극적으로 재활용을 하고, 플라스틱 사용 후에는 올바르게 처리하는 것이 매우 중요합니다.

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.달무리(월식)가 일어나면, 지구와 달 그리고 태양이 일직선상에 위치하게 됩니다. 이 때 지구와 달의 중력 작용이 서로 상쇄되어 달의 조금씩 변하는 움직임이 잠시 멈추게 되는데, 이를 만월(만월식)이라고 합니다.만월시기에는 태양, 지구, 달이 일직선 상에 위치하기 때문에, 해와 달이 함께 작용하여 조금 더 강한 조력이 작용합니다. 이로 인해, 대기의 움직임이 불안정해지고, 기압이 낮아져서 비가 내리기 쉽게 됩니다.또한, 만월시기에는 보통 달이 가진 물체적인 무게가 지구와 같아지는 중력 중심선이 향하는 쪽으로 바람이 분다는 현상도 관측됩니다. 이러한 이유들로 인해, 만월시기에는 비가 올 확률이 높아지는 것으로 알려져 있습니다.

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.인공위성의 최초 개발자는 소비에트 연방의 공학자인 세르게이 코로리예비치 프로코피에프(Sergei Korolev)입니다. 1957년 10월 4일, 소비에트 연방은 세계 최초의 인공위성인 '스푸트니크-1(Sputnik-1)'을 발사하였습니다. 이로써 세르게이 코로리예비치 프로코피에프는 인류 역사상 최초의 인공위성 개발자가 되었습니다.

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.인공위성이 지구를 계속 돌 수 있는 이유는 운동량 보존 법칙과 중력 법칙입니다.첫째로, 인공위성은 지구의 중력에 의해 계속해서 지구 주변을 돕니다. 지구의 중력은 인공위성에 중심 방향으로 힘을 가하게 되며, 이 힘은 위성이 지구를 중심으로 한 궤도에서 움직이게 합니다.둘째로, 인공위성은 운동량 보존 법칙에 따라 계속해서 지구를 돌게 됩니다. 인공위성이 지구를 돌면서 이동하는 방향의 운동량은 일정하기 때문에, 지구의 중력이 인공위성에 작용하더라도 인공위성의 이동방향을 바꿀 수 없습니다. 따라서, 인공위성은 일정한 속도와 방향으로 지구를 계속해서 돌아다닐 수 있습니다.종합하면, 인공위성은 지구의 중력과 운동량 보존 법칙 덕분에 지구를 계속해서 돌아다닐 수 있습니다. 하지만, 인공위성이 운동을 유지하기 위해서는 정기적인 연료 보충과 위성 제어가 필요하며, 그렇지 않으면 중력이나 대기 저항에 의해 떨어져서 소멸될 수 있습니다.

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.카세트 테이프와 비디오 테이프는 모두 자기 테이프의 일종으로서, 자기 녹음 및 재생에 사용됩니다.카세트 테이프는 플라스틱 케이스에 둥근 모양의 플라스틱 스풀을 넣고, 그 스풀에 자기 테이프를 묶어 놓은 형태입니다. 카세트 테이프의 자기 테이프는 작은 자석 입자들이 흩어져 있는 테이프입니다. 녹음을 하게 되면, 녹음 장치에서 전자 신호를 받아 자기 필름을 회전시켜 자석 입자를 극성이 변화하는 방향으로 이동시키면서 기록합니다. 재생 시에는 자기 필름을 회전시키면서 극성이 반대인 자석 입자를 생성하고, 이로 인해 자기 필름 위를 움직이면서 발생하는 자기장을 이용하여 원래의 전자 신호를 복원하여 소리를 출력합니다.비디오 테이프는 카세트 테이프와 유사한 방식으로 작동합니다. 비디오 테이프에는 비디오 신호가 기록되어 있으며, 이 신호를 읽어 내는 장치로 비디오 녹화기가 사용됩니다. 녹화기는 비디오 신호를 받아 이를 자기 필름에 기록합니다. 재생 시에는 자기 필름 위에서 비디오 신호를 읽어들이며, 이를 전자 신호로 변환하여 모니터를 통해 영상을 출력합니다.카세트 테이프와 비디오 테이프는 모두 자기 필름 위에 자석 입자를 이용하여 정보를 기록하고, 자기 필름을 회전시켜 정보를 읽어들입니다. 하지만 비디오 테이프는 더 많은 정보를 저장할 수 있으며, 더 높은 화질을 제공할 수 있습니다.

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.바코드는 광학식 인식장치(Optical Reader)로 인식되는 기술로서, 제품 정보를 기계가 쉽게 읽어들일 수 있는 코드 형태로 인쇄하는 기술입니다. 바코드는 넓이와 간격이 일정한 선의 조합으로 이루어져 있으며, 이 조합에 따라 정보가 인코딩됩니다.바코드는 주로 EAN (European Article Number) 또는 UPC (Universal Product Code) 코드 형식으로 사용됩니다. 이 코드 형식은 일련의 숫자를 매핑하여 선의 넓이와 간격으로 변환한 것입니다.바코드를 읽기 위해서는 바코드 스캐너라는 기계가 필요합니다. 바코드 스캐너는 빛을 쏘아 바코드에 닿은 후 반사되는 빛을 다시 받아들입니다. 이때 바코드의 간격과 넓이에 따라 반사되는 빛의 양이 달라지므로, 바코드 스캐너는 이를 인식하여 바코드에 인코딩된 정보를 해독합니다.바코드는 정보를 디지털 형태로 저장하는 것이 아니라, 바코드의 간격과 넓이에 따라 정보를 인코딩하여 저장하므로, 정보 저장 용량이 제한적입니다. 그러나 바코드는 저렴하게 생산할 수 있으며, 기계가 쉽게 읽어들일 수 있어 매우 유용하게 사용되고 있습니다. 예를 들어, 바코드는 매장에서 물건의 가격을 자동으로 인식하여 결제하는데 사용되며, 물류 및 재고 관리, 운송 등 다양한 산업 분야에서도 널리 활용됩니다.

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.별똥별은 사실 별이 떨어지는 것이 아닙니다. 별똥별은 소행성이나 혜성 등의 작은 우주 먼지가 대기권에 진입하여 고속으로 이동하면서 대기 분자와 충돌하여 발생하는 현상입니다. 이 때 충돌로 인해 발생하는 열로 인해 먼지가 발광하면서 밤하늘에 선명하게 보이게 됩니다.별똥별의 핵심 원리는 기체 역학입니다. 작은 물체가 대기권에 진입하면, 대기 분자들과 충돌하면서 지속적으로 둥둥 떠다닙니다. 이 때 물체와 대기 분자 사이에서 열에너지가 전달되면서 물체가 가열됩니다. 또한, 이때의 속도가 매우 빠르기 때문에 고온 고압 환경이 형성됩니다. 이러한 환경에서 먼지나 작은 물체가 가열되면서 방출되는 복사선이 밤하늘에서 별똥별로 관측되는 것입니다.따라서, 별똥별은 우주 먼지가 대기권에 진입하여 열에너지로 인해 발광하는 현상으로서, 별이 직접 떨어지는 것은 아닙니다.

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.라이터나 촛불에서 조금 떨어져도 불이 붙는 원리는 열전달(heat transfer)에 기반합니다.열전달은 열이 물체 사이를 전달되는 과정으로, 세 가지 방법으로 일어납니다.대류전달(Convection transfer): 유체가 움직이면서 열이 전달되는 것으로, 예를 들어 바람이 불면 공기가 움직이면서 열을 전달합니다.전도전달(Conduction transfer): 물체 안에서 분자들 사이에서 열이 전달되는 것으로, 예를 들어 냄비 바닥이 뜨거워지면 냄비 안의 물 분자들 사이에서 열이 전달됩니다.복사전달(Radiation transfer): 전자기파를 통해 열이 전달되는 것으로, 태양에서 떨어지는 햇볕이나 라디오에서 나오는 전자기파 등이 이에 해당합니다.라이터나 촛불에서 조금 떨어져도 불이 붙는 원리는 복사전달(Radiation transfer)에 기반합니다. 촛불이나 라이터의 불꽃은 불꽃을 둘러싼 가스 중에서 열을 방출하며, 이 열은 불꽃 주변의 공기 분자들을 충돌시켜 충격파를 만듭니다. 이러한 충격파로 인해 공기 분자들은 더 많은 열을 방출하며, 이렇게 불꽃의 주변에는 열이 전달되는 복사전달(Radiation transfer)이 발생합니다. 따라서, 불꽃에서 조금 떨어져도 물체가 이 열을 받으면 그 물체의 온도가 높아져 불이 붙을 수 있는 것입니다.