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답변 내역

핸드폰의 강도가 일반유리보다 강할까요??
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.네, 핸드폰의 모서리로 유리를 내려치면 충분히 깰 수 있습니다. 이는 압력에 의한 것입니다. 핸드폰의 모서리로 내려치게 되면 유리와 닿는 면적이 작기 때문에 강한 압력을 줄 수 있습니다. 그리고 이 압력에 의해 깨지는 것이죠. 유리를 깨야할 상황이 오면 위급하지 않을 때에는 손을 수건으로 감싸는게 유리에 의한 피해를 덜 받습니다. 위급할 때는 휴대폰을 꽉쥐고 가장 뾰족한부분으로 유리를 내리쳐야 깨집니다.
학문 / 전기·전자
23.07.19
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하나의 원자만을 포착한 연구사실이 왜 대단한 것인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.보통 원자의 크기는 Å(옹스트롬) 단위입니다. 이는 10^(-10)m로 0.1nm(나노미터)의 크기라고 생각하시면 됩니다. 이렇게 작은 원자는 굉장히 민감하기 때문에 사람의 손으로는 당연히 조절이 불가능하며, 얇은 핀셋으로도 컨트롤이 불가능합니다. 즉, 원자를 다루기위해서는 빛을 이용거나 원자만한 단위의 기구를 사용해야하죠. 그런데 원자만한 단위의 기구는 원자를 컨트롤할수 없기 때문에 만들지 못하였습니다. 그래서 빛을 이용하여 원자를 컨트롤 한 것은 대단한 일이죠. 원자단위를 컨트롤하는데 있어 한발짝 나선거라고 볼 수 있습니다.
학문 / 전기·전자
23.07.19
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함수 f(x)=e-kx의 Fourier 코사인적분을 구하여야합니다 여기서, x>0, k>0입니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.Fourier 코사인 적분의 정의는 잘 모르겠으나퓨리에 급수로 표현하자면 ΣF(w)cos(wx)나 ∫F(w)cos(wx)dw와 같은 형태로 표현할 수 있습니다.그리고 퓨리에 급수는 어떠한 함수를 표현할 수 있습니다. 특히, 코사인함수는 우함수를, 사인함수는 기함수를 표현하기에 적합하죠.올려준 문제는 x>0인 구간이므로,∫F(w)cos(wx)dw (적분 w범위는 -무한대에서 +무한대입니다.)=e^(-kx)라고 둘 수 있습니다.여기서 퓨리에 적분을 구하라는 의미는 F(w)를 찾아라는 소리이므로, 역변환 취해주면∫cos(w'x) [∫F(w)cos(wx)dw] dx=∫cos(w'x) e^(-kx)dx입니다.∫F(w)[∫cos(w'x) cos(wx)dx]dw dx=∫cos(w'x) e^(-kx)dx로 쓸 수 있고, 좌변에 cos(w'x) cos(wx)를 cos(wx)=[e^(iwx)+e^(-iwx)]/2, cos(w'x)=[e^(iw'x)+e^(-iw'x)]/2를 이용하여 바꿔 곱하여 정리하면 다음을 알수 있습니다. e^(±i(w+w')x),e^(±i(w-w')x) 항이 나옴을 쉽게 볼 수 있습니다. 그리고 이러한 항을 x에 대해 적분하면 2πδ(w+w')과 같이 디락델타함수가 됩니다.이를 dw로 적분하면 F(w'), F(-w')항이 나옵니다. 그런데, 우변의 cos(w'x)는 우함수라는 특징을 살려 쓰면,2 π F(w')= ∫cos(w'x) e^(-kx)dx입니다.즉, F(w)=1/2 π ∫cos(wx) e^(-kx)dx가 됩니다.이 적분은 부지런히 해주면됩니다.F(w)=1/2 π ∫cos(wx) e^(-kx)dx =1/2 π ∫[e^(iwx)+e^(-iwx)]/2 e^(-kx)dx =1/2 π ∫[e^((iw-k)x)+e^(-(iw+k)x)]/2dx [0~무한대 적분] =1/(4π) [1/(-iw+k)+1/((iw+k))] =1/(4π) [2k/(w^2+k^2)]=1/(2π) [k/(w^2+k^2)]입니다.
학문 / 기계공학
23.07.19
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사람마다 갖고 있는 시간이 다르다는 것이 무슨 말인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.네, 상대성 이론을 적용하고 싶어 적은 문구같네요.일반 상대성 이론에서는 중력이 큰 곳에서는 시간이 느리게 흐른다는 결론을 얻을 수 있습니다. 반대로 중력이 약한 곳에서는 시간이 빠르게 흘러갑니다.사람마다 몸무게는 다를 수 있습니다. 그리고 무게가 있는 물체는 만유인력(중력)을 만들고 있으므로 상대성이론을 적용할 수 있습니다.질문자님과 친구분의 몸무게가 다를 것인데, 무게가 다르기 때문에 행사하는 중력이 달라 시간이 다르게 흐른다고 말한 것 같네요.시간이 다르게 흘러봤자 0.000001초 보다 훨씬 작은 차이입니다. 비유하자면 이정도의 차이를 다르게 여기는 것은 일런성 쌍둥이를 굉장히 다르게 여기는 것과 다름없는 것이죠.
학문 / 화학
23.07.19
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사람은 뼈는 몇개정도로 구성 되어있나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.사람의 뼈는 206조각의 뼈로 구성되어있습니다. 어릴 때에는 260개가 존재하며, 이 물렁한 뼈가 융합되며 206개로 굳어집니다.
학문 / 생물·생명
23.07.19
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포도를 전자레인지에 넣고 돌리면 플라즈마가 생긴다는데, 어떤 원리인 지 궁금합니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.마이크로파가 포도 안에 갇히는 이유는 포도 껍질의 구조와 포도 껍질의 굴절률, 포도내부의 수분의 굴절률 때문입니다. 포도는 거의 구형이고 마이크로파가 포도 내부의 수분을 진동시키며 빛이 다시 포도 밖으로 나가게 되는데, 이 때 포도 껍질의 굴절률이 커 전반사가 일어날 수 있는 상황에 놓일 수 있습니다. 그러면 다시 빛이 수분을 진동시키고 또 다시 같은 과정이 반복되게 됩니다. 그러면 포도껍질과 포도 알맹이 표면 사이에 빛이 집중되며 온도가 높아지면서 원자의 원자핵과 전자가 이온화되는 플라즈마 현상이 나타나는 것이죠.
학문 / 전기·전자
23.07.19
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자성을 잃은 자석을 복구 할 수 있나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.음, 집에서 간단하게 복구하기는 어려운일입니다.자석의 자성을 복구하는 방법으로 자화시키는 방법이 있습니다. 강한 자기력을 만드는 자석을 복구하고자 하는 자석 앞뒤로 둡니다. 이때 N극 S극에 잘 맞춰 둡니다. 이렇게 둔 상태에서 긴시간 놔두면 복구할 수 있습니다.또한, 자석에 코일을 감아 코일에 전류를 흘려줌으로써 전자석 상태를 만들 수 있습니다. 이 때도 위 방법과 마찬가지로 N극과 S극을 잘 맞춰두고 긴시간 방치해두면 자화되어 다시 자석으로 쓸 수 있습니다.
학문 / 전기·전자
23.07.19
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적도 부근에서 물을 하수처리하면 어떤 방향으로 내려갈까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.정확하게 적도에서는 물이 회전하지 않고 그대로 내려갑니다. 왜냐하면 물에 작용하는 전향력이 0이 되고, 윗부분 아랫부분에서 같은 방향으로 회전하려해 회전력이 0이 되기때문이죠.<코리올리(전향력) 설명>태양, 지구를 위에서 바라볼 때 지구는 반시계 방향으로 자전합니다. 그리고 이상황에서 우리가 적도에서 물체를 북극 방향으로 쏘았다고 상상해보죠. 지구는 반시계방향으로 자전하고 있기 때문에 지구에서 본 관찰자 입장에서는 분명 물체를 북극방향으로 쐈는데 오른쪽으로 휘어서 날아갈 것입니다. 왜냐하면 적도에서 자전속도로 인해 오른쪽으로 운동하려는 관성이 작용하기 때문이죠. 이 관성은 적도에서 자전 속력이 가장 빨라 지구의 북반구보다 강합니다. 이를 코리올리 효과라고 하며, 마치 지구 관찰자의 입장에서 힘을 받는거 처럼 느껴지기 때문에 관성력으로 분류됩니다. 그리고 북반구에서 태풍이나 배수구에서 회전 방향이 반시계 방향인지도 바로 이해가 가실겁니다. 태풍이나 배수구의 경우는 위쪽 유체는 아래쪽으로 이동하며 왼쪽으로 휘며, 아래쪽 유체는 위쪽으로 이동하며 오른쪽으로 휘기 때문이죠. 지구의 자전에 의해, 코리올리 효과에 의한 것이죠.
학문 / 지구과학·천문우주
23.07.19
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바다 해안가에 튜브를 타고 가만히 있으면 바다로 밀려나갈까요? 해안으로 밀려들어올까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.네, 질문자님께서 예상하신대로 밀물과 썰물에 영향을 받습니다. 밀물 때에는 들어오고 썰물때는 쓸려 바다로 들어가게 될 수 있습니다. 밀물과 썰물이 없을 때에는 파도의 영향으로 제자리에 상하로만 왕복운동을 하게 됩니다. 물론, 모래 사장 근처에 있을 때에는 다른 이야깁니다. 파도가 말리는 파도라면 쓸려 들어오게 됩니다. 또한 파도가 휩쓸고 난 뒤 다시 빨려들어가는 힘이 작용하기 때문에 다시 빨려들어갈 수 있죠.
학문 / 지구과학·천문우주
23.07.19
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어릴 때 사용했던 플라스틱 보온 물통?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.보온병속 거울과 같은 것을 둔 이유는 열이 나가지 못하게 만드려고 한 것입니다. 열에너지는 복사에너지로 방출이 되는데, 보통 적외선 영역대의 빛으로 방출이 됩니다. 그런데, 거울은 빛을 반사하는 성질이 있기 때문에 이 복사에너지가 보온병 밖으로 나가지 못하게끔 거울재질로 내부를 채워놓은 것이죠. 그래서 열을 가두는 원리로 만들어졌습니다.현재의 보온병의 원리텀블러, 보온병 내부가 진공처리 된 경우에는 보온 보냉 효과가 2~3년정도 지속된다고 합니다. 보온 보냉 효과는 텀블러 외부와 내부의 열교환을 차단함으로써 얻을 수 있는 효과입니다. 텀블러를 툭툭 쳐보시면 안이 비어있다는 느낌이 드실겁니다. 그 부분을 진공이나 공기로 채워 두거나 열 전도성이 낮은 물체를 채워 넣음으로써 내외부의 열교환을 거의 0으로 만들죠. 그래서 보온, 보냉 효과를 볼 수 있습니다.
학문 / 화학
23.07.19
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