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베르누이의 원리에 대해서 알려주세요.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.삼각형 모양의 돛은 베르누이의 원리에 따라 역풍에도 앞으로 전진할 수 있습니다. 베르누이의 원리에 따르면, 유체의 속도가 빨라지면 압력이 낮아집니다. 따라서, 삼각형 모양의 돛의 바깥쪽은 안쪽보다 유속이 빨라지게 됩니다. 이로 인해 바깥쪽의 압력이 낮아지고, 안쪽의 압력이 높아지게 됩니다. 이 압력 차이로 인해 돛은 바깥쪽으로 밀려나게 되고, 배는 앞으로 나아가게 됩니다. 쉽게 설명하자면, 물을 빨아들이는 빨대와 비슷합니다. 빨대를 빨면 안쪽의 압력이 낮아져서, 물이 바깥쪽으로 밀려나게 됩니다. 마찬가지로, 돛의 바깥쪽이 안쪽보다 유속이 빨라지면, 압력이 낮아져서 돛이 바깥쪽으로 밀려나게 됩니다. 삼각형 모양의 돛은 바깥쪽의 유속을 빠르게 하기 위해, 돛의 면적을 최대한 넓게 하고, 돛의 앞쪽을 뾰족하게 만듭니다. 이렇게 하면 바람의 에너지를 효율적으로 이용할 수 있습니다. 따라서, 삼각형 모양의 돛은 역풍에도 불구하고, 바람의 에너지를 이용하여 앞으로 전진할 수 있습니다.
학문 / 물리
23.09.02
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소화기 분말을 쏘는건 어떤 원리인가요?
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.소화기 분말이 소화기 버튼을 누르면 소화기 분말이 나오는 현상은 압력 차이에 의해 이루어집니다. 소화기 내부는 고압의 가스로 가득 차 있습니다. 소화기 버튼을 누르면 가스가 압축된 노즐을 통해 분출됩니다. 이때, 노즐 내부의 압력이 낮아져서, 분말이 노즐을 통해 분출됩니다. 분출된 소화기 분말은 화재의 연소를 억제하는 역할을 합니다. 소화기 분말은 주로 염화나트륨, 염화칼슘, 이산화탄소 등의 물질로 이루어져 있습니다. 이 물질들은 화재의 연소에 필요한 산소를 차단하거나, 화학 반응을 억제하여 화재를 진압합니다. 한번 핀을 뽑고 사용한 소화기는 더 이상 사용이 불가능한 것은 아닙니다. 하지만, 소화기의 분말이 모두 소진되었거나, 소화기 노즐이 손상된 경우에는 사용이 불가능합니다. 따라서, 소화기를 사용한 후에는 소화기의 상태를 점검하여, 필요한 경우 소화기를 교체해야 합니다.
학문 / 물리
23.09.02
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물리학의 기본 4대 힘에 대해 알려주세요.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.물리학에서 기본 4대 힘은 중력, 강력, 약력, 전자기력입니다. 이 힘들은 우주에 존재하는 모든 물질과 에너지에 작용하며, 우주에서 일어나는 모든 현상을 설명할 수 있습니다.중력은 우주에서 가장 약한 힘이지만, 가장 멀리 작용하는 힘입니다. 중력은 모든 물체에 작용하며, 물체의 질량이 클수록 중력이 강해집니다. 중력은 행성들이 태양의 주위를 공전하는 것, 달이 지구의 주위를 공전하는 것, 모든 물체가 지구의 표면에 붙어 있는 것 등을 설명할 수 있습니다.강력은 핵자 사이에서 작용하는 힘입니다. 핵자는 양성자와 중성자로 이루어져 있는데, 강력은 양성자와 중성자를 결합하여 원자핵을 형성하는 힘입니다. 강력은 중력보다 100배 이상 강력하지만, 작용 범위가 매우 짧습니다. 강력은 원자핵이 붕괴되지 않고 유지되는 것을 설명할 수 있습니다.약력은 핵자 내부의 쿼크 사이에서 작용하는 힘입니다. 쿼크는 원자핵을 구성하는 기본 입자입니다. 약력은 강력보다 약하지만, 중력보다 강합니다. 약력은 쿼크들이 결합하여 핵자를 형성하는 힘입니다. 약력은 핵분열과 핵융합을 설명할 수 있습니다.전자기력은 전하를 가진 입자들 사이에서 작용하는 힘입니다. 전하를 가진 입자들은 서로 끌어당기거나 밀어내는 힘을 받습니다. 전자기력은 중력보다 약하지만, 작용 범위가 매우 넓습니다. 전자기력은 전기와 자기 현상을 설명할 수 있습니다.만유인력은 중력의 한 형태입니다. 만유인력은 모든 물체에 작용하지만, 그 중에서도 질량이 큰 물체에 더 강하게 작용합니다. 태양과 지구 사이의 중력, 지구와 달 사이의 중력 등은 모두 만유인력의 결과입니다.
학문 / 물리
23.09.02
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선풍기 날개를 약간 사선으로 만든 이유는 뭔가요??
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.선풍기 날개가 약간 사선으로 되어 있는 것은 바람을 전달해 주는데 더 좋기 때문입니다. 선풍기 날개는 공기를 밀어내는 힘으로 회전합니다. 공기가 날개에 부딪히면, 날개의 앞쪽에서 공기의 압력이 낮아지고, 뒤쪽에서 공기의 압력이 높아집니다. 이 압력 차이로 인해 날개는 앞으로 회전하게 됩니다. 날개가 수직으로 되어 있으면, 공기가 날개에 부딪히는 순간에만 힘을 받습니다. 하지만, 날개가 사선으로 되어 있으면, 공기가 날개를 지나가는 동안에도 힘을 받습니다. 따라서, 사선으로 된 날개는 공기를 더 강하게 밀어낼 수 있습니다.
학문 / 물리
23.09.02
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우리의 뇌는 망각을 할때 어떠한 원리로 하게 되는건가요?
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.우리의 망각은 크게 두 가지 원리로 이루어집니다. 첫 번째는 신경세포의 연결이 약해지는 것입니다. 우리가 정보를 기억하기 위해서는 신경세포들 사이에 연결이 형성되어야 합니다. 하지만, 우리가 자주 사용하지 않는 정보는 신경세포들 사이의 연결이 약해지면서 망각이 됩니다. 두 번째는 신경세포가 사멸하는 것입니다. 우리가 나이가 들수록 신경세포가 점점 사멸하게 됩니다. 이 과정에서 중요한 정보도 함께 사멸하게 되면서 망각이 발생할 수 있습니다. 망각은 뇌의 해마와 편도체에서 주로 일어납니다. 해마는 새로운 정보가 뇌에 저장되는 곳으로, 편도체는 감정과 관련된 정보를 처리하는 곳입니다. 따라서, 우리는 감정과 관련된 정보를 더 잘 기억하고, 오래 기억하는 경향이 있습니다. 망각은 기억의 습관화와도 관련이 있습니다. 우리는 자주 사용하는 정보는 쉽게 기억하고, 잊어버리기 어렵습니다. 반면에, 자주 사용하지 않는 정보는 쉽게 잊어버립니다. 따라서, 우리가 잊고 싶은 정보를 습관화시키면, 망각하는 데 도움이 될 수 있습니다. 망각은 우리의 기억에 필수적인 과정입니다. 망각을 통해 우리는 새로운 정보를 더 잘 기억할 수 있고, 불필요한 정보를 버릴 수 있습니다. 따라서, 망각은 결코 나쁜 것이 아닙니다.
학문 / 생물·생명
23.09.02
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최근 반도체 후공정 패키징 중 TSV공정이 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.TSV 공정은 Through Silicon Via의 약자로, 실리콘 웨이퍼를 관통하는 미세한 구멍을 형성하여 칩을 연결하는 공정입니다. 기존에는 칩과 칩을 와이어로 연결하는 와이어 본딩 방식을 사용했지만, 와이어 본딩 방식은 I/O 수의 제한, 단락 접촉 불량 등의 문제점이 있습니다. TSV 공정은 이러한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 기술로, 차세대 메모리 반도체인 HBM3에서 핵심 기술로 사용되고 있습니다. TSV 공정은 크게 3단계로 진행됩니다. 첫 번째 단계에서는 실리콘 웨이퍼에 미세한 구멍을 뚫는 공정입니다. 두 번째 단계에서는 구멍 내부에 전도성 물질을 충전하는 공정입니다. 세 번째 단계에서는 구멍을 보호하는 공정입니다. TSV 공정의 난이도는 높은 편입니다. 첫 번째 단계에서는 매우 미세한 구멍을 뚫어야 하는데, 이 과정에서 실리콘 웨이퍼가 손상될 위험이 있습니다. 두 번째 단계에서는 구멍 내부에 전도성 물질을 충전해야 하는데, 이 과정에서 구멍이 막히거나, 전도성 물질이 균일하게 충전되지 않을 위험이 있습니다. 세 번째 단계에서는 구멍을 보호해야 하는데, 이 과정에서 구멍이 손상될 위험이 있습니다. TSV 공정은 아직까지 개발 초기 단계에 있으며, 다양한 난관에 직면해 있습니다. 하지만, TSV 공정은 차세대 메모리 반도체 개발에 필수적인 기술로, 향후 지속적으로 연구 개발이 이루어질 것으로 예상됩니다.
학문 / 기계공학
23.09.02
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커다란 소음만으로도 유리창이 깨질 수가 있나요?
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.사람이 소리를 아주 커다랗게 지르면 유리가 부서지는 것이 가능합니다. 유리는 매우 얇고 약한 재질이기 때문에, 큰 소리의 진동에 의해 쉽게 부서질 수 있습니다. 유리가 부서지기 위해서는 어느 정도의 소음이 필요한지는 몇 가지 요인에 의해 결정됩니다. 먼저, 유리의 재질과 두께가 중요합니다. 단단하고 두꺼운 유리는 얇고 연약한 유리보다 부서지기 어렵습니다. 두 번째, 소리의 크기와 진동수가 중요합니다. 큰 소리일수록, 높은 진동수를 가진 소리일수록 유리를 부수기 쉽습니다. 세 번째, 유리와 소리의 근접성이 중요합니다. 유리와 소리가 가까울수록, 유리를 부수기 쉽습니다
학문 / 기계공학
23.09.02
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질량과 중력은 어떤 관계가 있나요?
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.질량과 중력은 밀접한 관계가 있습니다. 질량이 크면 그만큼 중력이 강해집니다. 이는 질량이 큰 물체는 주변 공간을 더 많이 차지하기 때문입니다. 따라서, 질량이 큰 물체는 주변 공간에 더 많은 중력장을 형성합니다. 질량과 중력 사이의 상호작용은 만유인력의 법칙에 의해 설명됩니다. 만유인력의 법칙에 따르면, 두 물체 사이에는 그 물체들의 질량에 비례하고, 두 물체 사이의 거리의 제곱에 반비례하는 힘이 작용합니다. 질량이 같지만 부피가 다른 물체들 사이의 차이는 중력의 크기에만 있습니다. 질량이 같기 때문에, 두 물체 사이의 중력의 크기는 같습니다. 하지만, 부피가 다르기 때문에, 두 물체 사이의 거리가 다릅니다. 따라서, 부피가 큰 물체는 질량이 같은 부피가 작은 물체보다 중력장이 약합니다
학문 / 물리
23.09.02
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큰소리를 나가면 물통안에 있는 물이 흔들리는 이유가 뭔가요??
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.스피커에서 나오는 소리의 진동에 의해 액체가 흔들리는 것입니다. 스피커는 소리를 내기 위해 진동판을 사용합니다. 진동판은 소리의 진동에 따라 움직이는데, 이 움직임은 대기로 전달되어 공기의 진동을 일으킵니다. 공기의 진동은 다시 액체에 전달되어 액체를 흔들게 됩니다.
학문 / 화학
23.09.02
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도로에 거울 현상? 여름에 아지랑이 피어오르면서 도로가 거울처럼 변하는 이유가뭔가요?
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.여름에 아지랑이 피어오르면서 도로가 거울처럼 변하는 현상은 지표면과 대기의 온도차로 인해 발생합니다. 여름에는 지표면이 태양열을 받아 매우 뜨거워지지만, 대기는 지표면보다 훨씬 차갑습니다. 따라서, 지표면에서 대기로 열이 전달되면서 대기 중의 수증기가 응결되어 아지랑이가 생깁니다. 아지랑이는 대기 중에 떠다니는 미세한 먼지와 결합하여 거울처럼 반사되는 성질을 가지고 있습니다. 따라서, 아지랑이가 많이 피어오른 날에는 도로가 거울처럼 반사되어 보이게 됩니다
학문 / 지구과학·천문우주
23.09.02
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