전문가 프로필
프로필
답변
잉크
답변 내역
전체
학문
기차가 코너를 돌때 몸이 안쏠리는 이유?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 빠른 속도의 철도차량이 커브 구간을 돌 때도 어김없이 원심력이 발생하게 됩니다. 이때 원심력을 잘 다루지 못한다면 차량의 하중이 바깥쪽으로 집중되며 승객들의 승차감이 크게 떨어지는 것은 물론이고, 심하게는 사고의 위험이 생길 수도 있겠죠. 따라서, 이 같은 원심력에 의한 사고를 방지하기 위해 철도차량에는 다양한 과학 기술이 적용됩니다.먼저, 철도차량의 무게중심을 커브 안쪽과 바깥쪽으로 적절히 분배시키기 위해 레일의 높이 설계가 달라지는데요. 안쪽 레일보다 바깥쪽 레일을 더 높게 만들어 차량의 하중을 안쪽으로 더 많이 집중시킵니다. 그로 인해 차량이 원심력으로 인해 바깥쪽으로 기울어지는 것을 막아줍니다. 쇼트트랙 선수들이 몸의 균형을 원 안쪽으로 옮겨 구심력을 증가시키는 것처럼 차량의 무게중심을 회전중심 쪽으로 옮겨 원심력을 상쇄시키는 것이죠. 이때, 바깥쪽 레일과 안쪽 레일의 높이 차이를 캔트(cant)라고 하는데요. 캔트는 해당 구간의 곡선반경이나 주행 차량의 운행 속도 등의 변수들을 모두 고려한 과학적, 수학적 기술을 접목해 설계됩니다.그리고 철도차량의 안정적인 곡선 주행에 또 한 가지 숨은 비결은 바로 바퀴에 있습니다. 일반적인 자동차 바퀴를 보면 대칭 형태로 구성된 반면, 철도차량의 바퀴는 잘린 원뿔형으로 대칭과는 거리가 먼 모습입니다. 바깥쪽에 비해 안쪽 지름이 넓고 테두리에 플렌지(Flange)가 있으며, 자축으로 양 바퀴가 연결되어 있는데요. 플렌지의 간격은 레일 궤간보다 좁아 직선 구간에서는 선로와 닿지 않지만 곡선 구간에서는 접촉이 일어나며 탈선을 막아주는 역할을 합니다.또한, 바퀴의 지름이 다르게 설계된 이유는 곡선 구간의 선로가 내측 궤도가 외측 궤도보다 짧기 때문인데요. 쉬운 예로 종이컵을 떠올려볼 수 있습니다. 바닥과 입구의 지름이 다른 종이컵을 눕혀서 굴려보면, 원호를 그리며 커브로 돌아가는 것을 볼 수 있는데요. 이와 마찬가지로 곡선 구간의 내측 궤도에 바퀴의 지름이 좁은 부분이 접촉하며 안정적인 커브 주행이 가능한 것이죠.출처 : 현대로템 - 철도에 사용되는 과학기술: 고속 주행에도 안전한 커브는 OOO덕분?!
학문 /
물리
24.03.24
0
0
천둥이랑 벼락은 뭐가 다른 건가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 천둥은 전하가 이동하면서 발생한 열로 급격히 공기의 부피가 커지며 생기는 폭발음을 말합니다. (+),(-)전하의 이동이 구름과 구름 사이에서만 일어나지 않고 구름과 땅 사이에서도 일어나게 되는데 이것을 낙뢰 또는 벼락이라고 합니다.출처 : 천둥·번개에 대해 알아보아요. - 어린이강원일보
학문 /
지구과학·천문우주
24.03.24
0
0
지구의 대기 상에 가장 많이 차지하고 있는 기체는 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 지구 대기상의 공기는 질소 78%, 산소 21% 나머지 1%는 아르곤 이산화탄소 네온 등등입니다.
학문 /
지구과학·천문우주
24.03.24
0
0
벨 이전에 전화기를 발명했다고 거론되는 인물은 누가 있나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 전화기를 최초로 만든 사람은 알렉산더 그레이엄 벨이라 널리 알려져 있지만, 사실 그는 '전화를 제작한 사람들 중 가장 유명한 사람'일 뿐이다. 재밌게도 전화기는 비슷한 시기에 여러 명의 발명가가 각자 제작에 성공했고 오히려 벨은 한참 늦게 발명한 편이다.전화기를 최초로 개발했다고 말할만한 사람들은 안토니오 무치, 필립 라이스, 엘리샤 그레이 등이었고 그중 안토니오 무치는 돈이 없어서 특허를 신청하지 못하고 임시 특허만 등록했었다. 그 와중 그레이엄 벨이 먼저 선수를 쳐 버린 것이다. 무치는 벨을 상대로 법정 소송을 걸었으나 소송 기간 중에 병으로 급사하고 만다. 설상가상으로 패소한 건 덤. 그래서 법적으로 전화를 최초로 만든 사람은 벨이 된 것이다. 자세한 내용은 알렉산더 그레이엄 벨과 안토니오 무치 문서로. 그리고 당시엔 이들 말고도 전화를 처음으로 만들었다고 주장하는 발명가들이 많았다고 한다.그렇게 2002년까지는 알렉산더 그레이엄 벨이 최초로 전화기를 발명했다고 되어 있었으나, 미국 하원에서 안토니오 무치가 최초로 발명한 것으로 수정하였다. 하지만 상원에서 부결되는 바람에 도로아미타불이 되었지만... 이외에도 벨에게 밀려 빛을 보지 못한 필립 라이스와 엘리샤 그레이도 개발자로 인정되었다.출처 : 나무위키 - 전화
학문 /
전기·전자
24.03.24
0
0
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
0
0
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
0
0
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
0
0
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
0
0
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
0
0
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
0
0
496
497
498
499
500
501
502
503
504