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태풍중심의 최대풍속은 어떤 방식으로 구하는 건가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 바람이 부는 속도인 풍속의 단위는 m/s(미터 퍼 세크)를 사용합니다. 바람은 일정하지 않기 때문에 평균값을 이용 하는데, 10초 동안 0.25초마다 측정한 풍속의 평균값을 컴퓨터로 계산합니다. 평균을 계산하기 위한 각각의 측정 값은 '순간 풍속'인데, 그중 가장 큰 것이 '최대 순간 풍속'이 됩니다. 평균을 낸 값 중에서 최댓값을 '최대풍속'이라고 부릅니다. 태풍은 이 기준에 따라 위의 표처럼 중, 강, 매우 강, 초강력으로 구분합니다. 최대 풍속이 25m/s 이상 33m/s 미만이면 중, 33m/s 이상 44m/s 미만이면 강, 44m/s 이상 54m/s 이상이면 초강력이라고 합니다. 태풍은 이동하는 경로에 따라 더 강해지기도, 약해지기도 하는데요. 열대지방에서 벗어날수록 수온은 낮아지고, 내륙으로 들어오면 차가운 공기로 인해 위력이 약해져 결국 소멸하게 됩니다.출처 : 올림피아드학원 - 태풍을 가늠하는 단위, 최대풍속
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지구과학·천문우주
24.04.07
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산호초는 풀인가요?나무인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 산호(coral)'와 '산호초(coral reef)'도 구분이 필요하다. 산호는 산호충들이 황록공생조류와 공생하는 군체이고, 산호초는 산호의 '생광물화' 과정에 해조류, 해면동물, 연체동물 등의 사체가 섞여 탄산칼슘 덩어리가 퇴적되어 만들어지는 일종의 해양 지형(암체)이다. 부연하면, 산호초의 초는 '풀(草)'이 아니라 '물에 잠긴 암석(礁)'을 의미한다. 이렇게 동식물이 공생하며 만들어 놓은 산호초는 해양 동식물에게 풍요로운 생태계를 제공한다. 산호초를 서식지로 삼은 물고기 종류만 1,500종이 넘기 때문에 산호초는 '바다의 열대우림'이라 불리기도 한다. 출처 : 독서일기 - [기후X지구] 산호는 동물이고, 산호초는 돌덩이다
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생물·생명
24.04.07
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반딧불이는 왜 빛을 내며 어떻게 빛을 낼수 있나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 1-2cm의 작은 곤충으로서, 반디의 가장 큰 특징은 꽁무니에서 발하는 빛이다. 다 자란 성충뿐만 아니라 알도 역시 빛을 낸다. 이 빛은 루시페린이라는 물질이 루시페레이스라는 효소가 작용하여 산화되는 것으로서, 효소 작용에 의해 ATP와 합성되여 중간 유도체인 아데닐루시페린이 생성된다. ATP의 나머지는 피루인산으로 떨어져 나간다. 이후에 산소와 결합하여 아데닐옥시루시페린으로 산화했다가, 여기에서 AMP가 분리되고 옥시데탄으로 산화한다. 또 다시 옥시데탄에서 옥시루시페린으로 산화하면서 빛(광자)을 내뿜게 된다. 이 빛은 화학적 반응을 통해 화학에너지가 빛 에너지로 전환되는 생물발광으로 빛 에너지로의 변환율이 무려 99%나 돼서 사실상 열을 거의 내지 않는 차가운 빛이다. 반딧불이가 빛을 내는 이유는 짝짓기를 위해서다. 수컷은 두 줄의 반짝임을, 암컷은 한 줄의 반짝임을 보이는데 이렇게 다른 불빛 모양은 서로의 위치를 알려주고, 유인하는 역할을 한다.출처 : 나무위키 - 반딧불이
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전기·전자
24.04.07
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핸드폰, 전자렌지에서 나오는 전자파는 얼마나 노출되어야 몸에 해로운가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 최근 전파이용의 급증으로 전자파의 인체유해 가능성이 사회적 문제로 부각되고 있으며, 2011년 5월 휴대전화가 암을 유발할 가능성이 있다는 세계보건기구의 발표이후로 국민적 불안감이 증대하고 있습니다. 이에 정부에서도 전자파로부터 인체보호를 위한 다양한 정책과 법규정을 마련하고 제도를 정비하였습니다.정부에서 전자파 인체보호를 위해 마련하고 있는 법제도 체계는 아래 그림과 같습니다. 출처 : 전자파강도측정 - 전자파 인체보호 관련 법제도
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전기·전자
24.04.07
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전자레인지 전자파 얼마나 많이 나오나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 전자레인지에 사용되는 전자파는 음식물을 조리하는 2.45GHz의 주파수와 전자레인지를 작동시키기 위한 60Hz의 주파수에서 발생되는데, 60Hz의 전자파는 일부 외부로 방출되기도 하나, 음식물을 조리하는 2.45GHz의 전자파는 전자레인지 외부로 방출되지 않습니다!출처 : 행정안전tv - 전자레인지에서 나오는 전자파, 진짜 우리 몸에 해로운지 실험해봄ㅣ안전한TV 안전 호기심 해결 영상
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전기·전자
24.04.07
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거북이는 장수의 동물인데 혹시 자라도 수명이 긴가요
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 자라는 평균 50-100살까지 살고 어떤 종은 1000살까지 살기도 한다고 합니다. 그리거 자라가 먹지 않고 오래 사는것은 겨울잠을 자면서 동물들이 겨울잠을 자는 것과 똑같아서 안먹어도 오래 버틸수 있다고 합니다.
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생물·생명
24.04.07
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카본배트가 더 멀리 날아가는 이유
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 2000년에 처음 등장한, 일명 도깨비 방망이라 불리는 'E'사의 야구 배트는 이전과는 완전히 수준이 다른 놀라운 반발력을 보였다. 이 야구 배트에 집약된 기술은 바로 새로운 합금소재로 만들어 낸 얇은 금속 표면에 있었다. 야구 배트의 금속면을 최대한 얇게 만들어서 투수가 던진 공이 방망이 표면에 맞는 순간, 살짝 찌그러지면서 공을 머금었다가 이 합금재질이 가진 복원력에 의해 반발력을 극대화시키는 것이다. 해당 야구 배트는 이러한 트램폴린 효과를 극대화시켜 타구의 비거리를 획기적으로 늘려주게 된다. 내부 보강재질로 카본 섬유를 번갈아가며 덧댄 형식으로 내구성을 보강한 것 또한 이를 '도깨비 방망이'라 부를 만 했다.문제는 내구성이었다. 이후 단순히 합금소재를 가지고 배트의 벽을 얇게 만드는 데는 한계가 있다는 점이 드러나면서, 배트 소재를 단순히 알로이(알루미늄) 합금성분이 아닌 카본 섬유를 섞은 컴포지트(composite) 소재로 개선하려는 노력들이 이어겼다. 여러 가지 물질을 섞어서 만든 합금을 컴포지트라고 하는데 통상적으로는 카본 배트를 의미한다. 컴포지트 배트는 금속물질처럼 때릴수록 점점 반발력이 늘어나는데 추운 겨울에는 내구성이 현저히 떨어진다는 치명적인 단점을 가지고 있었다. 따라서 여기에 롤링이라는 인위적인 튜닝을 통해 내구성에 대한 단점이 보완되면서 야구배트 시장은 컴포지트가 주도하는 분위기로 점차 바뀌었다. 알로이(알루미늄) 합금기술력과 소재의 변천과정은 야구 배트의 성쇠를 좌우하는 주요한 요인이다. 하지만 이제 고반발력에만 포커스를 맞춘 배트를 출시하기엔 무리가 따르는 상황이 됐다. 지금은 금속 배트의 반발력을 거의 나무 배트 수준까지 떨어뜨리는 것을 목표로 하는 게 미국 야구계의 규제 목표이기 때문이다. 이러한 장점에도 불구하고 프로야구는 알루미늄 배트를 받아들이지 않았다. 메이저리그의 역사적인 기록들이 엉망이 될 수도 있다 는 이유에서였다. 뿐만 아니라 도구가 아닌 인간의 능력에 의해 기량을 겨뤄야 한다는 생각도 이러한 이유에 포함됐다. 하지만 알루미늄 배트의 사용은 프로야구에도 영향을 미친 게 사실이다. 알루미늄 배트를 사용하는 아마추어에서 야구를 하던 선수들이 나무 배트를 사용하는 프로야구에 올라와서 적응을 해야 했기 때문이다. 투수의 경우는 더 심각한 모습으로 나타났다. 어떻게든 맞춰서 때려내는 타자들 탓에 바깥 쪽 피칭이 증가한 것. 새로 메이저리그에 진입한 투수들에게서 점차 인사이드 피칭을 찾아보기 힘들어진 것이다.한국에서도 1976년부터 본격적으로 알루미늄 배트가 도입됐다. 알루미늄 배트는 중심에서 벗어난 빗맞은 타구마저 외야까지 날아가게 만들었다. 알루미늄 배트의 사용으로 홈런이 늘어나면서 투수들은 달라진 상황에 적응해야 했다. 이에 대한야구협회는 알루미늄 배트의 사용을 금지시켰다. 이유는 선수보호와 공정성. 나무배트는 타격 중심이 하나지만, 알루미늄 배트는 타격 포인트가 3곳이기 때문에 타자들이 안타와 홈런을 많이 생산하게 되고 상대적으로 투수들이 혹사되는 일이 많았으며 공정한 경쟁이 이뤄지지 않는다는 것이다. 그렇게 한국프로야구는 원년인 1982년부터 지금까지 줄곧 나무 배트가 사용되고 있다.출처 : 한국재료연구원 - [연구성과스토리] 바야흐로 야구 시즌! 야구에도 재료과학이?!
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물리
24.04.06
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고속 충전기 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 고속충전기와 일반충전기의 충전원리는 다음과 같습니다. 예로 1000mAh의 리튬이온 배터리를 장착한 스마트폰이 있습니다. 이 배터리를 전압(V)과 전류(I)의 곱인 용량(P)으로 나타내면 다음과 같습니다. 3.7V x 1A= 3.7Wh 즉 1000mAh의 배터리는 정격전압 일때의 용량으로 표시하면 3.7Wh입니다. 마찬가지로 3000mAh의 배터리는 3.7V x 3A = 11.1Wh 입니다. 이 배터리를 일반충전기와 고속충전기로 충전시켜 보겠습니다. 일반충전기는 충전전압이 5V이며 1A의 충전전류로 배터리를 충전한다고 했을때 충전기의 충전용량은 5V x 1A = 5W입니다. 이 일반충전기로 위의 1000mAh(3.7Wh) 배터리를 충전한다고 하면 3.7Wh/5W = 0.74h(hour) = 44.4분 걸립니다., 즉 1000mAh 배터리를 일반 5W 유선충전기로 충전하면 44.4분 걸립니다. 3000mAh(11.1Wh)를 동일하게 충전하면 11.1Wh/5W = 2.22h = 2시간13분 걸립니다. 고속충전기는 충전전압을 5V가 아닌 9V로 올려 충전합니다. 전압을 9V로 올렸지만 충전전류는 그대로 1A가 흐른다고 했을때 충전기의 충전용량은 9V x 1A = 9W입니다. 이 고속충전기로 위의 1000mAh(3.7Wh) 배터리를 충전한다고 하면 3.7Wh/9W = 0.41h =41분, 즉 1000mAh 배터리를 9W 고속충전기로 충전하면 41분 걸립니다. 3000mAh(11.1Wh)를 동일하게 충전하면 11.1Wh/9W = 1.23h = 1시간13분 걸립니다.[ 정리 ]1000mAh 배터리를 5W 유선충전기로 충전하면 44분 / 9W 고속충전기로 충전하면 41분 걸린다.(차이가 3분으로 작다)3000mAh 배터리를 5W 유선충전기로 충전하면 2시간13분 / 9W 고속충전기로 충전하면 1시간13분 걸린다. ( 차이가 1시간으로 크다) 같은 전류(1A)로 충전한다고 했을때 충전 전압을 올리면(5V -> 9V) 더 빨리 충전할 수 있습니다. 이것이 고속충전기의 원리입니다. 물론 더 큰 충전전류로 충전할수도 있지만 전류를 증가시키는것은 열 발생 및 대전류에 견디는 부품 개발등이 어렵기 때문에 상대적으로 쉬운 전압을 올려서 더 빠르게 충전하는 방법을 사용하고 있습니다.출처 : KIT LAB - 고속충전기의 원리가 궁금합니다.
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전기·전자
24.04.06
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식물은 태양 에너지를 어떤 방식으로 이용하나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 식물이 살아가는 데 필요한 영양분을 얻기 위해서는 이산화탄소와 물, 빛 에너지가 필요해요. 빛에너지를 이용하여 이산화탄소와 물로 포도당을 합성하는 과정을 ‘광합성’이라고 하는데, 광합성은 빛에너지를 화학 에너지로 바꾸는 역할을 해요. 광합성은 잎을 구성하는 세포에 많이 들어 있는 엽록체의 엽록소에서 일어나서 엽록소가 없는 곳에서는 광합성이 일어나지 않아요. 따라서 잎이 누렇게 되거나 검게 변한 곳에서는 광합성이 일어나지 않는답니다.광합성에 필요한 물질인 이산화탄소는 잎의 뒷면에 있는 기공을 통해 잎으로 들어오고, 물은 뿌리에서 흡수된 후 줄기를 따라 올라오게 돼요. 이산화탄소와 물을 이용하여 포도당이 합성될 때 그 과정에서 산소와 물이 만들어지게 되는데, 광합성 반응 전에 물의 양은 광합성 후에 만들어지는 물의 양보다 많아요. 그래서 광합성을 반응식으로 나타낼 때는 반응에 필요한 물질을 적는 쪽에만 물을 쓰기도 합니다.합성을 통해 만들어진 포도당은 더 큰 분자인 녹말이나 설탕으로 만들어져서 줄기에 있는 체관을 통해 식물 전체로 이동돼요. 광합성 결과로 만들어진 산소는 기공을 통해 식물의 몸 밖으로 나가거나 식물 자신이 호흡하는 데 사용됩니다. 물은 다시 광합성에 사용되거나 수증기의 형태로 기공을 통해 식물 몸 밖으로 나간답니다.출처 : 교육부 블로그 - 광합성의 발견
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화학
24.04.06
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뚜껑을 덮고 전자레인지에 돌리면 더욱 빨리 가열되는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 전자렌지는 음식의 수분을 진동시켜서 열에너지를 운동에너지로 바뀌면서 물체의 열이 발생되는 것입니다. 결국 물이 열을 받아 수증기가 되면서 음식이 열이 발생되는 것인데,,,뚜껑을 닫고 열이 전달되어 물이 수증기가 되면 그 안에서 나가지 못하고 그 열이 지속적으로 유지되면서 더 빨리 음식의 열이 오르는 것입니다. 뚜껑을 열면 수증기가 전자렌지에 퍼지면서 열이 밖으로 나가 뚜껑을 닫았을 떄 보다 더 느리게 음식의 온도가 올라가는 것입니다.
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전기·전자
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