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평소궁금한건데 사이클로이드곡선이 뭔가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. ▲ 사이클로이드 곡선 생성 원리 (출처: 위키피디아, Zorgit)정답을 알려주기 전에 궁금한 건, 도대체 사이클로이드 곡선이 뭐길래 게임에서도 이렇게 활용이 되느냐 하는 것이다. 사이클로이드(cycloid)는 바퀴(wheel)라는 의미의 고대 그리스어(kuklos)에서 나온 말로 회전하는 바퀴 상의 한 점의 궤적을 표현한다. 원을 한 직선 위에서 굴렸을 때, 원 위의 한 점이 그리는 곡선의 자취가 바로 이 곡선이다. 자전거 바퀴의 옆면 어딘가에 점을 하나 찍고, 바퀴를 앞으로 굴리면 사이클로이드 곡선이 그려진다.이 곡선은 최단 시간 강하 곡선으로, 말 그대로 가장 짧은 낙하 시간을 갖는 곡선이다. 이는 사이클로이드 곡선 위의 물체가 초반에 받는 중력가속도가 직선보다 크기 때문에 빠르게 낙하하게 되고, 기울기가 완만한 후반부에서는 관성에 따라 속도가 이어지기 때문이다. 따라서 앞에서 제기한 게임의 낙하 속도 문제의 정답도 사이클로이드 곡선을 타고 내려오는 아래의 게이머가 된다.사이클로이드 곡선은 또 다른 특이한 성질도 있다. 바로 어떤 점에서 출발을 해도 가장 낮은 위치까지 도달하는 데 걸리는 시간이 모두 똑같다는 것이다. 이것을 '동시 강하 곡선' 또는 '등시 곡선'이라고 부른다.출처 : 삼성디스플레이뉴스룸 - 아름다운 곡선에 숨겨진 수학적 원리! '사이클로이드 곡선'이란?
학문 / 전기·전자
24.03.24
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평발은 왜 오래 못걷는 건가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 발바닥의 오목한 굴곡 구조는 신체의 하중에 의해 발에 가해지는 압력을 발바닥과 지면의 접촉을 최소화하여 지면에 분산하기 위해서 있는 것인데, 평발은 이 압력을 분산하는 기능이 약하므로 발이 쉽게 피로해지는 문제가 있다.출처 : 나무위키 - 평발
학문 / 생물·생명
24.03.23
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달 표면에 많다는 헬륨-3는 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 헬륨-3은 가볍고 안정한 헬륨의 동위 원소 중의 하나로, 두 개의 양성자와 한 개의 중성자를 갖고 있다. 헬륨-3은 양성자-양성자 연쇄 반응을 일으킬 때 생성된다. 또한 삼중수소가 베타 붕괴를 일으킬 때도 딸핵종으로 생성된다. 헬륨-3를 바닷물에 풍부한 중수소와 핵융합을 시키면 엄청난 에너지가 생산되기 때문에 달의 자원 중 가장 인류의 주목을 받고 있는 물질이다. 출처 : 위키백과 - 헬륨3
학문 / 지구과학·천문우주
24.03.23
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우리나라에 굴이 많이 서식하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 한반도가 남해, 서해 일대에 풍랑을 막아주는 드넓은 리아스식 해안이 존재하다 보니 굴이 성장하기 매우 좋은 환경이 마련되어 있기 때문이다. 이처럼 한반도에서는 굴을 양식하기 매우 좋은 환경이다 보니 수확량이 많은 것은 물론이고 그 품질도 매우 높다.출처 : 나무위키 - 굴(어패류)
학문 / 지구과학·천문우주
24.03.23
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석유는 어떻게 만들어져서 땅속에 있는걸까요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 석유는 5억 년 동안 수생동식물의 유해가 물 밑바닥에 가라앉아 썩어서 된 진흙(부니)이라고 하는 유기기원설이다. 이 설에 의하면 지금으로부터 5억 년 전에는 지구의 표면이 모두 바닷물로 에워싸져 있었으며, 대양에서는 어류, 갑각류, 또는 무수한 플랑크톤이 서식하고 있었다. 그러나 이들은 지구 창생시대 대규모 지각변동 때에 모두 사장(死滅)되고, 이질(泥質)퇴적물과 섞여서 퇴적되었다. 대단히 많은 수의 생물의 사체는 공기와 접촉하지 않은 상태에서 이질퇴적물의 촉매작용과 특수 박테리아의 작용, 지층의 온도 및 압력으로 인해 장기간을 통하여 탄화수소로 변성했다는 것이다. 마치 참깨에 열과 압력을 가하면 참기름이 뽑아져 나오는 것과 비슷한 원리이다. 출처 : 대한석유협회 - 석유의 생성과 유전
학문 / 지구과학·천문우주
24.03.23
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네덜란드는풍차가유명하던데 퐁차의역할이 뭘까요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 풍차 방앗간의 구조는 꽤 복잡하다. 날개가 돌기 시작하면 안에 있는 톱니 등이 맞물려 돌아가면서 맷돌을 돌려 밀가루를 만드거나 수차를 같이 돌려 물을 퍼내는 식이다. 유럽에 전래되는 과정에서 풍차는 주로 날개가 넷인 형태로 발전했다. 네덜란드에서는 날개가 4개인 것이 보통이지만 다른 유럽 국가에서는 날개가 6개이거나 10개인 것도 자주 보인다. 내부에 사람이 거주할 수 있는 공간이 있는 것도 있다. 네덜란드의 곳곳의 풍차에는 아직도 사람이 거주하는 풍차가 많이 남아있다. 과거 곡식을 찧는 용도의 풍차는 거의 사라졌지만 바람을 동력으로 한다는 점에서 풍력 발전은 여전히 풍차의 연장선이라고 할 수 있다. 다만 풍력 발전소의 모양은 과거 풍차와 많이 달라졌다. 안에 사람이 살 일은 없어져서 기둥만 남았고, 사람이 날개에 맞는 일을 방지하고 높은 곳의 바람을 더 활용하기 위해 더 높아졌으며, 날개 역시 깃 수도 2~3개로 줄어들고 두께도 굉장히 얇아졌다. 신재생에너지를 사용한 발전 방식 중에서는 가장 경쟁력 있는 방식으로 각광받으며 전 세계의 바람이 잘 부는 언덕과 바다 위에서는 지금도 수십에서 수백 대의 풍력 발전소가 열심히 돌면서 전기를 만들어내고 있다.출처 : 나무위키 - 풍차
학문 / 토목공학
24.03.23
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지금 대륙에 석유가 많이 나는 지역은 과거에 해양환경이었던이유로 보는 근거가 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 석유의 기원에 관한 가장 일반적인 견해는 다음과 같다. 석유는 5억 년 동안 수생동식물의 유해가 물 밑바닥에 가라앉아 썩어서 된 진흙(부니)이라고 하는 유기기원설이다. 이 설에 의하면 지금으로부터 5억 년 전에는 지구의 표면이 모두 바닷물로 에워싸져 있었으며, 대양에서는 어류, 갑각류, 또는 무수한 플랑크톤이 서식하고 있었다. 그러나 이들은 지구 창생시대 대규모 지각변동 때에 모두 사장(死滅)되고, 이질(泥質)퇴적물과 섞여서 퇴적되었다. 대단히 많은 수의 생물의 사체는 공기와 접촉하지 않은 상태에서 이질퇴적물의 촉매작용과 특수 박테리아의 작용, 지층의 온도 및 압력으로 인해 장기간을 통하여 탄화수소로 변성했다는 것이다. 마치 참깨에 열과 압력을 가하면 참기름이 뽑아져 나오는 것과 비슷한 원리이다. 유기 기원설은 ①현재 석유가 발견되는 곳이 과거 얕은 바다나 호수 밑의 대부분 퇴적암이라는 점 ②석유 성분 속에 질소, 황 등 불순물이 함유되어 있는 바, 이는 유기물인 단백질 분해 시에 발생하는 것 등으로 볼 때 상당한 설득력을 지니고 있다.한편 유기기원설과 대치되는 이론으로 무기기원설이 있다. 무기기원설에 의하면 석유는 지구 내부에 풍부하게 존재하고 있는 금속화합물이 물의 침투작용을 받아 고온•고압 하에서 반응하여 가스상에서 액상(液狀)의 탄화수소로 변화했다는 것이다. 이 가설에 의하면 석유는 지구 중심부에서 산출되는 것이다. 이 원리에 근거하여 실험실에서 석유를 생성하는 것이 가능하기 때문에 한때 이 이론은 상당한 권위를 갖기도 하였다.출처 : 대한석유협회 - 석유이야기
학문 / 지구과학·천문우주
24.03.23
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지구상에는 바다가 생물이 가장 많다고 하던데 얼마나 육지대비 많은건가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 지구상에 얼마나 많은 생물이 사는지 정확히 알 도리 는 없다. 현실적으로 모든 생물을 다 조사할 수 없기 때문에 학자들마다 예상하는 생물 종의 수는 500만종에서 1억 종까지 차이가 크다.유엔환경계획(UNEP) 보고서에 따르면 현재 지구상에 알려진 종은 약 175만 종(바이러스 약 4000종, 세균약 4000종, 원생생물 약 8만 종, 진균 약 7만 2000종, 식물 약 27만 종, 동물 약 132만 종) 정도이며 이 가운데 15~20퍼센트 범위인 약 30만 종 정도가 해양생물인 것으로 알려져 있다. 비록 알려진 종 숫자로는 육상생물이 더 많지만 생물의 계통 발생 측면에서는 해양생물이 훨씬 다양하다.이는 육지에 생물이 나타나기 27억 년 전부터 바다에는 오랜 시간 동안 생물이 진화해온 역사가 있기 때문이다. 현재 밝혀진 33개 문 가운데 하나를 제외하고는 모두 바다에 살고 있으며, 15개의 문은 육지에는 없고 바다에만 산다. 이는 생물의 문 가운데 약 절반 정도만 육지에 살고 있다는 이야기이다.출처 : 도서출판사 지성 - 바다에는 얼마나 많은 생물이 살고 있을까?
학문 / 지구과학·천문우주
24.03.23
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생선비린내를 없앨때 우유를 사용한다고 하는데요
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 생선은 육류에 비해 위장의 부담이 적고 건강한 식품으로 인식되지만 가정에서 요리를 해 먹기에는 냄새가 걱정이 된다. 생선 자체의 비린내는 물론이거니와 굽거나 찔 때 발생하는 냄새는 순식간에 온 집안으로 퍼지고 한동안 사라지지 않는다.생선의 근육과 껍질의 점액에는 트리메틸아민옥시드(Trimethylamineoxide)라는 물질이 함유되어 있다. 이는 생선 체내의 염도를 조절해주는 물질인데 원래는 아무 냄새가 나지 않다가 생선이 죽고 선도가 저하되면서 세균의 환원작용으로 인해 트리메틸아민(Trimethylamine)으로 변해 비린내를 풍기게 된다.가장 잘 알려진 비린내 제거법은 생선에 식초나 레몬즙을 뿌려두는 것이다. 염기성인 아민과 산 성분이 반응해 휘발성이 없는 화합물이 되어 비린내가 사라지는 효과가 있다. 이외에도 가정에서 쉽게 쓰는 재료들로 생선 비린내를 잡을 수 있다.◆우유=우유의 단백질은 된장과 유사한 작용을 한다. 우유에 10분 정도 생선을 담가두었다가 조리하면 비린내를 흡착해주며 생선살이 단단해져 구울 때 부서지지 않는 효과도 있다.출처 : 우유자조금관리위원회 - 알아두면 쓸모 있는 생선 비린내 제거법
학문 / 화학
24.03.23
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평소궁금한건데 광학현미경은 일반현미경대비 뭐가다른가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 현미경은 일반적으로 광학 현미경과 전자 현미경으로 나뉩니다. 이 외에도 여러 종류의 현미경이 있지만 기본이 되는 구조와 원리를 가지고 있는 현미경이 광학 현미경과 전자 현미경입니다. 광학 현미경은 빛 중에서 우리 눈에 보이는 가시광선을 이용하며, 전자 현미경은 전자빔을 이용하여 물체를 관찰하는 현미경입니다. 빛이 렌즈를 통과하면서 굴절하는 성질을 이용한 광학 현미경에 사용되는 접안렌즈와 대물렌즈는 모두 볼록렌즈입니다. 볼록렌즈는 가까이에 있는 물체를 확대해서 보여주는 성질을 가지고 있어, 광학 현미경에서도 볼록렌즈를 이용합니다. 접안렌즈와 대물렌즈의 위치와 내부 구조는 다르지만 물체의 모습을 확대하는 역할을 한다는 점에서는 두 렌즈가 같습니다. 광학 현미경이 얼마나 확대해서 보여 줄 수 있는가를 말해 주는 배율은 대물렌즈의 배율과 접안렌즈의 배율을 곱해서 말하게 됩니다. 예를 들어서 대물렌즈로 100배를 확대할 수 있고 접안렌즈로 10배를 확대할 수 있으면 물체를 1000배로 확대해서 볼 수 있게 되는 것입니다. 출처 : 대한민국 교육부 - 현미경의 종류
학문 / 지구과학·천문우주
24.03.23
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