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베르누이 방정식의 역학적에너지?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.베르누이 방정식은 위 그림에서 유체 중 이동한 부분의 역학적 에너지 변화량은 양쪽 단면에서 압력이 그 부분에 해준 일만큼 변화한다는 조건에서 유도한 것입니다. 그래서 베르누이 방정식 = 일정 이잖아요? 한 다음에 만일 유체 공급량을 늘려주면 역학적 에너지가 증가하나요? 라는 질문은 앞의 베르누이 방정식 = 일정 이잖아요? 와 연결이 안됩니다. 베르누이 방정식 = 일정이 역학적 에너지가 보존된다는 의미가 아닙니다.베르누이 방정식은 세 항 (압력항), (속도의 제곱항), (높이항)으로 되어 있는데, 그 중 나중 두 항이 역학적 에너지와 연관되고 압력항은 해준 일과 연관됩니다. 이제 유체 공급량을 늘려준다는 것은 아마 관의 속력을 크게 하도록 만든다는 의미인것 같네요. 그렇게 하려면 압력이 더 커야 하는 것 맞습니다.그런데 그림에 더 많은 물을 공급해도 v 는 똑같나요? 라는 질문의 답은 똑같지 않습니다. v가 커야 더 많은 물을 공급할 수가 있지요.(1) 그래서 A1 에 더 많은 물을 공급해주려면 A1을 지나는 물의 속력은 더 커져야 하고 그러려면 A1에서 압력도 더 커야 합니다.(2) 그런데 베르누이 방정식을 해석하면서 속도가 빠르면 압력은 작고 속도가 느리면 압력은 크다라는 것이 있지요? 이것이 바로 위의 (1) 에서 이야기한 것과 반대지요?이 두 가지는 경우가 다릅니다. (1) 은 두 개의 흐름의 경우 같은 위치 A1에서 속도가 더 큰 경우와 속도가 더 작은 경우를 비교한 것입니다. (2) 는 한 흐름의 서로 다른 두 위치 즉 A1 과 A2에서 속도가 큰 경우와 속도가 더 작은 경우를 비교한 것입니다.
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화학
23.01.31
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빛의 산란이 전하의 영향을 받나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.양성자와 전자가 따로 떨어져 있을 때는 빛과 상호작용하여 빛이 산란하게 되지만 (경로를 바꾸게 되지만)오른쪽 그림처럼 양성자와 전자가 수소 원자를 만들면 수소 원자는 전기적으로 중성이기 때문에 빛의 진로에 영향을 주지 못하고 빛은 그냥 직진하게 되었다는 이야기입니다.
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전기·전자
23.01.31
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석양일때 하늘은 왜 붉은 색을 띄는 것인가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.노을역시 빛의 산란현상때문에 일어난답니다.노을이 질때는, 공기에 의해 반사된 푸른빛은 보이지 않고, 지구대기를 안전히 통과한 붉은 빛만 우리눈에 보이기 때문에 붉게 보이는 거랍니다.노을에 대해 자세히 알아보자면, 노을이 질때의 관찰자의 입장에서 보게 되면, 태양을 지평면에서 바라보게 됩니다. 간단히 그림을 그려보면......0 --------> ㅣ(관찰자)............ 0 --------> ㅡ 0 (지구)(태양)..........0 (지구)........... (태양).....(관찰자)......<노을이 질때>.........................<한낮>이런 모양이 되게 됩니다.그렇다면, 태양은 낮일때보다 지구대기를 많이 헤쳐나가야 빛을 전달해주는 것입니다.(지구대기를 수직으로 통과할때보다 수평으로 통과할때 빛이 더 많이 움직여야 우리눈에 도달한다는 말입니다.)그런데, 지구대기를 헤쳐나가다 보면 빛이 산란되어서 파장이 짧은 푸른빛은 모두 반사되거나 흡수되고, 파장이 긴 붉은 빛만 관찰자의 눈에 도달하게 되는 것이죠.
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지구과학·천문우주
23.01.31
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바닷물이 유독 잘 안어는 이유가 있을까요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다..소금의 농도가 짙을수록 어는점이 낮아진다. 2.파도가 칠떈 잘 얼지 않는다. 3.2번과 비슷한 이유로써 바다 자체는 정적인게 아닌 해류의 움직임으로 끊임없이 새로운 바닷물과 기존의 바닷물이 교체되기 때문에 얼기가 어렵다. 이렇게 대표적으로 3가지를 들 수 있습니다.
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지구과학·천문우주
23.01.31
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자다 일어나면 눈꼽이 끼는 이유가 무엇일까요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.눈꺼풀염 혹은 알레르기 결막염, 미세먼지, 안구건조증 등에 의해 발생 할 수 있습니다.눈곱의 양이 평소보다 많거나 지속적으로 발생한다면 가까운 안과에 내원하셔서진료및 처방을 받으시는 것을 권유드립니다.
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화학
23.01.31
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물은 얼면 부피가 커지는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.우선, 밀도와 부피는 반비례합니다. 따라서 밀도가 커질수록 부피는 작아져야하며,밀도가 작아질수록 부피는 커져야 합니다. 물이 얼음이 되면(온도가 낮아지면) 물 분자사이의 거리가 좁아지겠죠.따라서 보통의 경우라면 온도가 낮아질수록 두 분자사이의 거리가 좁아지게되고(부피가 작아지게 되는거고), 밀도가 커지게 됩니다.하지만 물의 경우만 독특하게 물이 얼음이 되는 과정에서 물 분자들끼리 육각형구조를 만들면서 안정해지게 됩니다. 따라서 물일때보다 육각형구조일때 물분자의 거리가 멀어지게 되어서(부피가 커지게 되어서) 밀도가 작아지게 되는 겁니다
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화학
23.01.31
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사막의 오아이스는 어떻게 생기나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.오아시스 [Oasis]는 사막과 같은 건조지역의 특정한 위치에서 물 공급이 지속적으로 일어나 외부와 단절된 하나의 식생을 이루는 곳을 말한다.넓은 의미에서 오아시스는 샘 오아시스, 하천 오아시스, 산록 오아시스, 인공 오아시스와 한대지방에서 볼 수 있는 온난 오아시스 등을 포함할 수 있지만 좁은 의미에서의 오아시스는 샘 오아시스로 사막 안에 있는 낮은 웅덩이에 지하수가 솟아나와 물이 괸 것을 일컬으며 그 규모가 다양하다. 이런 현상은 지표면의 모래 층 아래에 고여 있는 풍부한 지하수가 단층 등의 수맥이 끊어진 틈에 스며 올라오기 때문에 가능하다. 사하라사막과 같이 건조한 지역에서 오아시스는 취락을 발달시켜 사막 인구의 70%가 이곳에 정착하여 관개에 의존해 생활한다. 오아시스의 위치는 사막을 건너는 무역과 이동에 매우 중요한 역할을 한다. 캐러반(Caravan) 들이 물과 음식의 중간공급을 필요로 할 때가 많기 때문이다. 따라서 오아시스에 대한 정치적인 또는 군사적인 지배는 곧 그 지역을 지나는 무역로를 지배하는 것과 다름없다.
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지구과학·천문우주
23.01.31
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우주의 크기가 궁금합니다. 지구를 빗대어 얼마정도의 크기일까요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.-스티븐 호킹의 우주론스티븐 호킹의 우주론은 그 바탕을 인플레이션에 의존한 빅뱅이론을 그 바탕으로 두고 있다. 인플레이션이론이 맞다면 우리 우주가 인플레이션을 일으키는 순간 우리 우주를 탄생시킨 진공이 찌그러지면서 역시 인플레이션이 일어난다는 것이다. 이 과정에서 여러 우주가 탄생할 수 있다는 것이다. 그래서 우리 우주는 많은 우주의 한 부분이라고 한다.- 정상우주론(steady state cosmology)정상우주론(steady state cosmology)은 반세기 동안 대폭발 우주론과 선의의 경쟁을 벌인 모형이다.정상우주론은 본래 1948년 본디, 골드, 호일이 내세운 이론으로 그뒤 아프, 버비지, 날리카 등이 지지하고 있다. 1948년에 발표된 모형을 '고전적 정상우주론'이라고 한다 이 우주론의 기본 가정은 '완벽한 우주원리'이다. 표준모 형은 우주(물질, 빛, 팽창속도, 물리법칙 등)가 공간적으로 균일하고 등방하다고 가정한다. 정상우주론은 한 걸음 더 나아가 우주는 시간적으로도 균일, 등방이라는 것이다. 우주는 넓게 보았을 때 어느 곳이나 어느 쪽으로나 똑같은 것처럼, 시간적으로도 옛날이나 이제나 앞날이나 늘 같은 꼴이라는 주장이다. 따라서 우주는 진화하지 않으며 영원하다.- 프랙탈우주론프랙탈 우주론에서는 우주를 본질적으로 하나의 입자라고 본다. 우주를 이루고 있는 무수한 입자들 속에는 또 다른 작은 우주가 재현될 것이다. 사람 역시 우주의 한 구성원이므로 프랙탈 우주는 사람을 중심으로 묘사할 수도 있을 것이다.즉, 우리가 속해 있는 저 우주는 어떤 거대한 사람의 내부에 있는 작은 입자이고 우리 우주와 같은 입자는 무수히 많을 것이다. 그 거대한 사람의 머리 위에는 또 다른 광대한 우주가 펼쳐져 있을 것이며 그 우주 또한 더욱 거대한 사람의 내부에 있는 하나의 입자에 지나지 않을 것이다. 그리고, 우리의 몸은 무수한 작은 입자들로 구성되어 있다. 그 하나하나의 입자 속에는 아주 작은 사람들이 살고 있어 우리를 거대한 존재로 생각하고 있을 것이다. 나아가 그 작은 사람들 몸 속에는 더욱 더 작은 무수한 우주가 반복될 것이다. 만약 이 생각이 진실이라면 우리는 이것을 증명할 수 있을지도 모른다. 이것은 어쩌면 간단한 문제일지도 모른다. 이것은 닮은꼴의 개념으로 접근해 볼 수 있을 것같다.이런 우주론에서는 우주의 크기는 무한하다고 할수있죠.
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지구과학·천문우주
23.01.31
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샤워기에 물을 갑자기틀면 샤워기가 움직이는 이유?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.작용 반작용 힘에 의해서 샤워기가 뒤로 밀리는 겁니다. 작용 반작용 = 역지사지, 입장 바꿔 생각하기- 힘은 에너지를 전달 하는 과정입니다- 에너지를 받는 물체가 있으면, 에너지를 주는 물체도 있다는 원리입니다
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화학
23.01.31
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이스라엘 사해에서 사람이 물에 뜨는 원리가 궁금합니다. ㅎ
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.바다에서는 뜨는 이유는 밀도가 높은것은 밑으로 가라앉고 그에 비해 사람은 밀도가 낮기 떄문임 사해는 소금이 더 많이 녹아있으니 밀도차가 더 많이나 보통바다보다 더 잘뜨겠져...
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지구과학·천문우주
23.01.31
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