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폰조착시현상이란 무엇인가요.?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.폰조착시란 사다리꼴 모양에 같은 길이의 선을 수평으로 놓으면 위쪽에 있는 선이 더 길게 보이게 되는 착시현상을 말합니다. 폰조착시는 1911년 이탈리아 심리학자 마리오 폰조(Mario Ponzo)에 의해 처음 시연된 기하학적 광학 착시입니다. 인간의 마음이 배경에 따라 물체의 크기를 판단한다고 이야기 했으며 철도 선로와 유사한 한 쌍의 수렴 선에 두 개의 동일한 선을 그려 이를 보여주었습니다. 선형 원근법에 따라 수렴하는 면을 멀리 떨어진 평행선으로 해석하기 때문에 위쪽 선이 더 길어 보인다는 사실을 보여주었습니다. 이러한 맥락에서 일반적으로 위쪽 선이 더 멀리 있는 것처럼 해석하므로 더 길게 보입니다. 동일한 크기의 망막 이미지를 생성하려면 더 먼 객체가 더 가까운 객체보다 길어져야 한다는 거죠.도움이 되셨다면 추천, 좋아요 부탁드립니다.
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토목공학
23.10.12
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물레방아는 어떤 과학적 원리가 있는지 궁금해요.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.물레방아는 흐르는 물의 힘을 이용해 물레처럼 생긴 바퀴를 돌려서 곡물을 찧도록 설계됐어요. 물레방아는 디딜방아보다 곡식을 찧는 능력이 무려 17배 정도 뛰어나다고 해요. 이처럼 물레방아는 사람의 노력을 크게 줄여 주는 생활도구였어요.물레방아의 작동 원리를 보면, 바퀴를 가로지르는 방아 굴대 양쪽에 눌림대를 설치해, 바퀴가 돌아감에 따라 방아채의 한쪽 끝이 눌리면서 공이가 들어 올려지게 돼 있어요. 바퀴가 한 번 돌 때마다 공이가 한 번씩 찧게 되는데, 물레방아는 바퀴의 크기와 물이 떨어지는 거리에 따라 회전 속도에 차이가 있지만, 대체로 1분에 10~25회 정도 회전해요. 이 회전 운동에서 8~10마력의 힘이 생겨, 한 가마니의 벼를 찧는 데 25~40분이 걸린답니다.물레방아의 원리를 이용하여 수력 발전 및 소수력 발전을 만들 수가 있습니다.도움이 되셨다면 추천, 좋아요 부탁드립니다.
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전기·전자
23.10.12
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과학적인 관점에서 ‘토마토’의 분류는?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.토마토가 과일이라고 주장하시는 분도 계실 테고 채소라고 주장하는 분들도 계실 텐데요. 사실 토마토의 정체성을 둘러싼 의문은 식물학적으로도 또 농학적인 분류로도 조금 애매한 구석이 있습니다. 토마토는 과연 과일일까요? 아니면 채소일까요?식물학적으로 과일은 과즙이 풍부하고 단맛이 나는 사람들이 식용으로 하는 식물의 열매를 뜻합니다. 농학에서 과일의 의미는 더 좁은데요. 농학에서는 과일을 먹을 열매를 만들기 위한 나무에서 나는 열매라고 규정합니다. 이때 과일은 나무의 열매로 제한되는 의미이기 때문에 사과와 배 등은 과일의 분류에 포함되지만 참외와 수박, 딸기 등은 과일에서 제외됩니다.반면 채소는 수분이 많고 저장이 곤란해 신선한 상태로 먹는 초본성 재배식물을 말하는데요. 이때 산과 들에서 채집한 비재배식물은 제외됩니다. 마늘과 배추, 무, 피망 등이 해당합니다. 위와 같은 분류에 따르면 토마토는 나무에서 자라는 목본성 열매가 아닌 까닭에 과일이 아니라 채소에 해당합니다. 이는 수박과 참외, 딸기 같은 열매 채소도 마찬가지인데요. 하지만 토마토와 수박 등은 관용적으로 보면 과일로 분류되기도 합니다. 과일의 의미가 나무나 풀의 열매를 뜻하기 때문입니다.토마토의 정체성을 둘러싼 이러한 논쟁은 지난 1893년 미국 대법원으로까지 이어지기도 했습니다. 미국 뉴욕주의 관세 정책이 문제가 된 것인데요. 당시 뉴욕주는 수입한 채소에 10%의 관세를 부과했습니다. 이에 토마토를 수입하던 사업자들이 관세를 피하기 위해 토마토가 채소가 아니라 과일이라고 주장한 것이죠.당시 미국 대법원은 토마토가 과일이 아니라 채소라고 판결내린 바 있습니다. 식물학적으로 따진다면야 토마토가 덩굴식물 열매인 까닭에 과일이기는 하지만 토마토가 식탁에 후식으로 오르기보다 식사의 일부 재료로 활용되는 경우가 많다는 이유였죠.토마토와 수박, 딸기 등을 둘러싼 과일과 채소 논쟁은 결국 '과채류'라는 개념을 만들어냅니다. 농촌진흥청 농업용어사전에 따르면 과채류는 '채소의 이용 부위를 기준으로 할 때의 한 가치이며 오이, 수박, 딸기 등과 같이 과실의 이용을 목적으로 하는 채소'라고 하는데요. 간단히 말해 줄기에서 난 채소의 과실을 먹는 것을 목적으로 하는 식물을 과채류라고 합니다. 과채류에는 토마토와 수박, 딸기 등 과일이나 채소로 분류하기 어려운 식물들을 포함하는 개념입니다. 이에 비춰보면 토마토는 채소인 동시에 과일이기도 합니다.도움이 되셨다면 추천, 좋아요 부탁드립니다.
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생물·생명
23.10.12
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인공위성에 이동 원리에 대해 궁금해요
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.관성의 법칙과 지구의 중력으로 인해 인공위성이 지구를 계속해서 도는데 필요한 에너지는 필요 없습니다. 즉, 등속원운동을 계속하는것이지요. 지구는 둥글기 때문에 어떤 물체를 앞으로 똑바로 던지면 바닥에 떨어지지 않고 쭉 날아가야 하는데, 지구의 중력 때문에 바닥에 떨어지게 됩니다. 높은 곳에서 물체를 놓으면 보통 1초에 5m/초씩 속도가 빨라지면서 바닥으로 떨어지게 됩니다. 따라서 위성을 처음에 1초당 지구에서 5m씩 멀어지는 속도로 발사한다면 지구의 중력과 평형이 되어 일정한 거리를 유지하며 지구 주위를 도는 겁니다. 그 속도는 약 7.9㎞/초이며, 이 속도로 돌 수 있도록 인공위성을 궤도 위에 올려놓으면 인공위성은 90분에 지구를 한 바퀴씩 돌게 됩니다.도움이 되셨다면 추천부탁드립니다.
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지구과학·천문우주
23.10.11
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겨울잠을 자는 동물들이 가능한 이유가 궁금합니다.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.동물에겐 잠을 자는 동안 영양분을 에너지로 바꿔 주는 갈색 지방세포(혈관이 많이 퍼져 있어 갈색으로 보임)가 풍부합니다. 영양분을 에너지로 바꾸는 과정에서 열이 발생하게 되지요. 겨울잠을 자는 동물은 또 수개월 동안 먹지 않고서도 버티는데, 동면 전에 영양분을 충분히 섭취해 지방으로 저장한 뒤 자는 동안 천천히 분해해 사용하기 때문입니다. 잠을 자는 동안 체온이 떨어지면서 호흡 횟수가 줄어 평소보다 훨씬 적은 열량을 소비하는 것도 한 이유입니다. 야생 곰과 달리 동물원의 곰이 겨울잠을 자지 않는 이유는 호르몬 분비 차이에서 비롯합니다. 동물은 겨울잠에 들기 전 몸무게를 늘리는 과정에서 인슐린이 많이 나오는데 인슐린은 혈액 속의 포도당을 급격히 감소시켜 동물이 겨울잠을 자는 동안 신진대사를 최대한 억제합니다. 야생 곰은 인슐린 분비가 많아지면 겨울잠을 잘 때가 된 것을 알고 잠잘 장소를 찾게 되는 것이지요. 하지만 동물원으 곰은 그럴 필요가 없는 것입니다.
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생물·생명
23.10.11
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목욕탕에 습도가 높은 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.습도는 공기중에 포함된 수증기의 양을 측정하는 것입니다. 건식과 습식으로 나누지요. 목욕탕은 물이 많고 물을 많이 사용하기 때문에 공기 중으로 수증기가 증발하여 항상 공기중에 수증기를 많이 포함하고 있습니다. 그래서 목욕탕은 습도가 높습니다.도움이 되셨다면 추천부탁드립니다.
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화학
23.10.11
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수소 원자의 크기 즉, 지름은 어느 정도인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.원자 중에서 가장 작고 가벼운 것은 수소 원자인데, 이 수소 원자의 크기는 지름이 10-8 cm(1억 분의 1 cm)정도이고, 질량은 1.67ⅹ10-24 g으로 상상할 수도 없을 만큼 매우 직습니다.
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전기·전자
23.10.11
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사람의 기분을 좋게 하는 호르몬 종류는 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.우리 기분은 호르몬에 큰 영향을 받습니다. 대표적인 호르몬이 세로토닌, 도파민입니다. 세로토닌은 '행복 호르몬'이라고도 불리는데 분비가 잘 되면 즐겁고 잠이 잘 오고 식욕이 줄어듭니다. 도파민도 행복, 흥미 등과 관련된 호르몬입니다. 분비가 잘 되면 의욕과 흥미가 생기고 성취감을 잘 느끼게 됩니다. 도파민이 심하게 부족하면 치료가 어려운 신경계질환인 파킨슨병이 생길 위험도 커집다. 그런데 세로토닌과 도파민 분비량은 평소 생활습관을 통해 늘릴 수 있습니다. 되도록 야외에 나가 햇볕을 쬐고 꽃을 감상하자. 햇볕을 쬐면 세로토닌 분비량이 늘고, 꽃 등의 식물이 잘 자란 자연 경관을 접하면 도파민이 늘어납니다. 실제 자연경관을 가까이서 접하는 농장체험 프로그램을 체험한 사람은 도파민이 55% 늘었다는 자료가 있습니다. 양질의 단백질을 충분히 먹는 것도 필수입니다. 단백질은 위와 장에서 소화돼 작은 아미노산 형태로 분해되고, 이후 호르몬으로 만들어집니다.숙면을 취하는 것도 중요합니다. 호르몬 분비는 잠을 잘 때 가장 안정적으로 이뤄지고, 이때 하루에 사용할 대부분의 호르몬이 합성됩니다. 하루에 총 7시간 자는 게 좋지만, 제대로 자지 못했다면 10~30분의 낮잠이라도 자는 게 도움이 됩니다. 피로와 스트레스로 잠을 못 잔다면 자기 전 반신욕을 하거나 몸을 이완시키는 간단한 스트레칭을 하는 게 좋습니다. 야식을 먹으면 숙면을 방해할 수 있어 잠들기 3시간 전에는 음식을 먹지 않는 게 도움이 됩니다.
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화학
23.10.11
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우주 팽창과 관련하여 허블텐션이라는 이 말은 무엇을 말하는건가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.우리 우주는 빠르게 팽창하고 있고 사방에서 빠르게 멀어지는 은하들의 움직임, 빠르게 팽창하며 아주 고르게 낮은 온도로 식어버린 우주 전역의 배경 온도 등 다양한 관측 결과들이 모두 우주가 팽창하고 있다는 하나의 결론을 가리립니다. 우주가 얼마나 빠른 속도로 팽창하는지 팽창율을 알면 우주가 그 팽창 속도로 지금의 크기까지 팽창하는 데 걸린 시간, 즉 현재 우주의 나이를 추정할 수 있습니다. 우주의 역사가 시작된 순간이 언제인지, 우주의 정확한 나이를 재기 위해서는 바로 이 우주의 팽창율을 정확하게 측정해야 하는게 문제죠? 그런데 바로 여기에서 지금까지 천문학자들을 괴롭히는 중요한 문제가 발생합니다. 먼 은하들의 거리와 후퇴 속도로 추정한 우주의 팽창율과 우주 전역에 퍼져 있는 우주배경복사로 추정한 우주의 팽창율이 서로 다르다는 것입니다. 분명 똑같은 하나의 우주를 재는데 두 방법은 다른 값을 내놓는다는 거죠. 현재 우주가 팽창하고 있으며 먼 과거 빅뱅을 통해 우주의 팽창이 시작되었다는 사실 자체는 두 가지 방식 모두 지지하지만,우주의 팽창율이 다르게 측정되는 것이 문제입니다. 그래서 천문학자들은 이 난감한 사태를 ‘허블 텐션(Hubble Tension)’이라고 부르는 거죠...도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.
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지구과학·천문우주
23.10.11
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우리가 사용하는 공기 청정기는 어떤 원리인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.공기청정기의 원리는 크게 건식과 습식으로 나뉩니다. 건식은 오염된 공기를 팬으로 흡입한 뒤, 필터로 먼지나 세균류를 걸러내는 것으로 보통 기본적으로 입자가 큰 섬유 먼지 등을 1차로 거른 뒤, 2차에서 입자가 작은 미세 먼지 등을 걸러 내게 됩니다. 2차 필터로 쓰이는 ‘헤파 필터’는 최근 공기 중 0.3㎛(1㎛=1000분의 1㎜)의 미세먼지를 걸러낼 정도로 발전했습니다. 3차 필터를 사용하는 제품도 있는데 3차 필터에 항균성이 있는 은 나노입자를 사용하면 살균력이 강화되고, 구조 내에 빈 구멍이 많은 활성탄을 사용하면 많은 냄새 입자를 제거할 수 있습니다. 먼지를 모으기 위해 필터에 강한 전하를 걸어주는 제품도 있는데 이는 냄새를 일으키는 미세 입자가 전기를 띤 물체에 쉽게 달라붙는 성질을 이용한 것. 이른바 ‘전기 집진식’ 공기 청정기입니다.습식 공기청정기는 흡입한 공기를 물에 접촉시켜 공기 속의 오염물질을 물에 가라앉히는 방식으로 먼지 제거 능력은 뛰어나지만, 1주일에 한 번씩 물을 갈아줘야 한다는 단점이 있습니다. 가장 논란이 돼온 음이온 정화 방식은 음이온을 발생시켜, 양전하를 띠고 있는 오염된 먼지나 양이온을 중화시키는 것으로 필터가 없이 음이온과 오존을 이용한 살균 절차만으로 정화하므로 비용이 적고, 유지관리가 쉽운편이나 음이온 정화 방식은 적지 않은 오존을 발생시켜 오히려 불쾌감을 유발할 위험이 있습니다. 도움이 되셨다면 추천부탁드립니다.
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전기·전자
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