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비행기의 날개 모양 비행기와 새가 나는 원리
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.일반적으로 원리는 거의 같다고 생각하시면 됩니다. 양력의 작용이거든요.일단 추력은 양력은 만들고 날개에 공기가 흐르며 윗면의 더 빠른 공기가 더 낮은 압력을 가지게 하여 결과적으로 날개의 아래에서 위로 밀어내는 양력을 만들게 되어 비행기가 뜨게 됩니다.
학문 /
지구과학·천문우주
22.12.02
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요즘 한겨울인데도 모기가 있어서 전기채를 사용중인데..
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.네...정말 재수가 없으면 사망에 이를 수 있습니다.직류건전지가 내부의 작은 인버터를 거쳐 고압으로 승압된 뒤 다시 정류가 됩니다. 이후 2000볼트 이상의 고전압을 버티는 축전기에 축전되어 감전을 일으킵니다.
학문 /
전기·전자
22.12.02
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손이 차가울 때 뜨거운 물 관련
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.춥게되면 혈류의 이동이 느려지고 당연히 혈관은 수축한 상태가 됩니다. 이때 갑자기 뜨거운 물에 손을 넣게 되면 혈관이 이관되며 혈류가 순간적으로 빨라져 통증을 느끼게 되는 겁니다.
학문 /
기계공학
22.12.02
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없어진 산은 다시 만들어 질수 있을까요?
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.당연히 물리적로 다시 흙을 메꾸거나 쌓아서 만들수는 있지만 문제는 생태계가 제대로 다시 돌아가기까지는 오랜 시간이 걸릴 것입니다.
학문 /
토목공학
22.12.02
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분자간 힘 표면장력에 대한 궁금증
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.분자간 힘에 대해서 설명해 보겠습니다~우선, 분자간 힘은 분자 내 힘에 비해 훨씬 약합니다.예를 들어서,액체 상태인 물이 증발하여 기체 상태인 수증기가 될 때, 분자간 힘을 극복하고 기체가 됩니다.100도 이상의 열을 가해주면 물은 끓어서 기체가 될 것 입니다.하지만, 물의 분자식인 H2O에서 수소와 산소의 결합을 끊고 분리해내는즉, 분자내 결합을 끊어내는 것은 상당히 많은 에너지를 필요로 합니다.예로 들었듯, 분자간 힘의 경우 액체상에서 기체상으로 변하는 온도인 끓는점, 녹는점, 증기압, 점성도, 표면장력 등등 여러가지 물리적 성질을 설명할 수 있습니다.반면 분자내 결합은 화학적 성질을 설명할 수 있습니다. 예를 들어, 물이 쪼개져서 수소기체와 산소기체를 형성.분자 내 결합에는 이온결합, 공유결합, 금속결합이 있습니다.분자 간 힘에는 이론-쌍극자 간의 힘, 수소결합, 쌍극자-쌍극자 힘, 이온-유발 쌍극자 힘, 쌍극자-유발 쌍극자 힘, 분산력 이렇게 있고 오른쪽으로 갈수록 힘은 작아집니다. 또한, 위에서 언급했듯 이 분자간 힘들은 분자 내 결합인 이온결합, 공유결합, 금속결합과 비교하여 굉장히 약한 힘입니다.분자간 힘의 크기가 큰 것부터 설명해보겠습니다 ~^^1. 이온-쌍극자 힘이온-쌍극자힘은 이온과 극성 분자간의 인력입니다.극성분자란, 원자간 전기 음성도 차이에 의해 극성 결합을 갖는 분자로, 쌍극자의 합이 상쇄되지 않아 극성을 띄는 분자입니다.2. 수소결합수소 결합은 F,O,N에 결합된 수소와 F,O,N 의 비공유 전자쌍 사이의 인력입니다.수소와 F,O,N 이 결합시, 전기 음성도 차이가 많이 나기 때문에 H에 커다란 부분 양전하가 생성됩니다.수소결합의 세기를 따질 때에는 1순위로 중요한 것이 H의 부분 양전하 크기입니다. 전기음성도 차이가 가장 크게 나는 F과 결합한 H의 부분 양전하가 가장 클 것입니다.2순위로 중요한 것은 F,O,N이 비공유 전자쌍을 주는 정도입니다. F의 경우 전기음성도가 가장 큰 원소로서, 비공유 전자쌍을 잘 주려고 하지 않기 때문에 N의 경우가 가장 크게 수소결합을 형성할 것입니다.3. 쌍극자-쌍극자극성분자 사이의 힘입니다.4. 이온-유발 쌍극자이온과 비극성분자 사이의 힘입니다.5. 쌍극자-유발 쌍극자극성분자와 비극성 분자 사이의 힘입니다.6. 분산력비극성 분자 사이의 힘입니다.[출처] 분자간 힘 - 쌍극자 간의 힘, 수소결합, 분산력 등|작성자 방실
학문 /
화학
22.12.02
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공룡들이 살던 시대에 왜 산소농도가 짙었던 건가요?
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.(1). 공룡시대에 산소 농도가 높았다? 얼마 전 유튜브에서 이런 댓글을 본 적이 있습니다. '공룡시대에는 산소 농도가 지금보다 훨씬 더 높았다. 그런데 그 산소농도가 공룡시대 말기에 가서 감소하였기 때문에 공룡이 호흡이 어려워져서 멸종하였다.'. 모 웹툰에서도 쥐라기공원이 불가능한 이유 중에 '공룡 시대엔 산소 농도가 지금보다 높아서 공룡들이 지금 시대에서는 생존이 어려웠다!'. 이 말은 과연 사실일까요? 아닙니다. 과거 지구의 산소농도 연구 결과에 따르면 공룡시대 당시 산소농도는 오히려 지금보다 낮았다고 합니다. 과거의 산소농도는 어떻게 알 수 있는 걸까요? 산소의 농도는 변화하였지만 과거 산소의 흔적이 남은 암석을 분석해보면 알 수 있습니다. 예를 들면 산소의 작용으로 붉게 산화된 산화철을 화학적으로 분석하는 식으로 말이죠.호주에서 산출된 산화철. [출처-https://www.lakeneosho.org/More7.html] 그러면 공룡시대의 산소농도는 어느 정도였을까요? 공룡이 등장하기 이전에는 산소농도가 매우 높았습니다. 사실 대중들이 흔히 생각하는 '산소 농도가 높은 과거 시대'는 보통 이 시대를 뜻합니다. 이 시기는 석탄기 (3억 5천 8백만 년 전 ~ 2억 9천 8백만 년 사이), 페름기 (2억 9천 8백만 년 전 ~ 2억 5천만 년 전 사이)입니다. 석탄기에 들어서서 식물이 육상으로 진출한 후에 울창해진 산림으로 인해 산소 농도는 매우 높아졌습니다. 거대한 곤충이 나타났던 시절도 바로 이 시절 이야기이죠. 높은 산소농도 덕분에 절지동물들은 거대해질 수 있었습니다. 물론 중력이 있기 때문에 영화나 만화에서 보이는것 마냥 사람을 잡고 가볍게 날아오를 수준으로 거대해지진 못했지만요.시기에 따른 산소 농도의 변화. 출처-Kutschera and Niklas (2013).석탄기 시기에 살았던 거대 잠자리류 메가네우라 (Meganeura)와 인간의 크기 비교. [출처- https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Meganeura-size.jpg] 이 산소 농도는 페름기말 대멸종, 그러니까 지구 역사상 가장 강력한 멸종이 있었던 시기를 거치면서 확 낮아졌습니다. 페름기 말 대멸종의 원인으로 알려진 이 멸종은 시베리아에 있는 시베리아 트랩이 폭발하면서 일어난 멸종으로 추정되고 있습니다. 아주 큰 규모의 화산이 폭팔하면서 대멸종이 일어나면서 바다에서 광합성을 하는 규조류등 식물성 플랑크톤과 육지 식물의 대량 멸종 및 폭팔과 함께 대량의 이산화탄소 유출로 인해서 지구의 산소농도는 매우 크게 낮아졌습니다. 이렇게 낮아진 산소농도는 공룡시대의 거의 상당수 시기동안 낮은 상태였다가 공룡시대 마지막 시기인 백악기 시기에 접어들면서 다시 상승하였습니다. 공룡 대멸종이 일어날 시기 즈음에 다달아서야 현대보다 살짝 더 높아졌었지요. 이 수치는 공룡 대멸종 이후로 다시 약간 감소하여 현재와 비슷해졌습니다. 결론을 이야기하자면, 공룡이 살던 시기의 산소 농도는 공룡시대 말기를 제외하면 오늘날보다 높지 않으며 오히려 더 낮았다고 볼 수 있습니다. [출처 : https://dinos119.tistory.com/entry/%EA%B3%A0%EC%83%9D%EB%AC%BC%EC%97%90-%EB%8C%80%ED%95%9C-%EC%98%A4%ED%95%B4-1]
학문 /
생물·생명
22.12.02
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얼마전 회사 교육관에서 레크레이션 게임을 했는데...
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.이유는 의외로 단순합니다.접을때마다 두배씩 두꺼워지므로 10번이면 2^10으로 1024배나 두꺼워지게 됩니다. 접기전에 찢어지던 접히지 않던 하는거죠.
학문 /
물리
22.12.02
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이번 겨울이 유독 건조한가요?
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.올 겨울 뿐만 아니고 겨울에는 항상 건조합니다. 올 겨울이 더 건조하게 느껴지는 것은 비가 적게와서 아닐까 예측합니다.겨울에는 시베리아기단의 영향으로 차갑고 건조한 공기가 우리나라로 유입이 되며 여름철은 북태평양시단의 영향으로 습도가 높은 공기가 유입되는것이 가장 큰 습도차 원인입니다.
학문 /
토목공학
22.12.02
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선풍기 날개에 먼지가 쌓이는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.참 이상합니다. 선풍기를 오랫동안 사용하다 보면 날개에 먼지가 잔뜩 쌓여 있는 것을 볼 수 있습니다. 선풍기는 전동기 축에 장치한 날개를 회전시켜 바람을 일으키는 기계입니다. 지속해서 회전하므로 먼지가 쌓일 틈이 없어 보이는데, 작동하지 않는 동안에 붙었던 걸까요?먼지가 붙었다고 하더라도 선풍기를 작동시키면 다 날아가 버렸어야 하지 않을까 싶습니다. 그런데도 선풍기 날개의 먼지는 떨어지지도 않고, 잘 붙어 있다는 게 의아합니다. 선풍기 날개에 어떻게 먼지가 쌓여 있는 걸까요?이와 관련한 현상을 이해하기 위해서는 경계층(boundary layer) 이론을 알아야 합니다. 경계층 이론은 독일의 물리학자 루트비히 프란틀(Ludwig Prandtl)이 1904년 독일 하이델버그에서 개최한 국제 수학자 콘퍼런스에서 발표한 이론으로 유체역학과 항공역학에 지대한 공헌을 했습니다.경계층의 개념부터 설명해보면 공기는 변형이 쉽고 흐르는 성질을 가진 유체입니다. 모든 유체는 점성을 가지고 있으므로 유체가 다른 물체와 마찰하면 점성이 생깁니다. 그러니까 고체 표면(≒다른 물체)을 흐르는 공기(≒유체)는 고체 표면과의 마찰로 점성이 생기고, 점성에 의해서 속도가 감소합니다.이해를 돕기 위해 위의 그림을 참고하길 바랍니다. 공기가 왼쪽에서 오른쪽으로 흐르는 도중에 고체 표면을 만나는 상황이고, 유체입자 아랫부분이 고체 표면과 마찰할 때 점성이 생기면서 붙는 과정을 표현한 그림입니다. 그러니까 경계층은 물체 표면에서 유체입자가 멀어질 때 증가하는 속도가 일정해질 때까지의 거리를 말합니다.즉, 유체입자와 고체 표면이 붙는 얇은 층을 경계층으로 분류할 수 있고, 경계층 바깥은 비점성 영역으로 점성의 영향을 무시하는 완전유체(점성이 전혀 없는 가상적인 이상유체)라고 할 수 있습니다.그래서 선풍기 날개에 먼지가 붙을 수 있고, 회전하는 선풍기 날개는 바깥쪽으로 가면서 층류에서 난류로 변합니다. 층류에서는 직선으로 흐르던 바람이 난류에서는 소용돌이를 형성하고, 고체표면과 접촉을 더 잘하므로 날개의 바깥쪽에 먼지가 더 많이 쌓입니다.소용돌이치므로 더 잘 안 쌓일 거로 생각하겠으나 바람이 흐르는 모습을 평균적으로 보면 층류에서나 난류에서나 큰 차이는 없습니다. 만약 선풍기 날개에 먼지가 너무 많이 쌓여서 경계층을 넘으면 먼지는 날개에 붙지 못합니다.그렇다면 선풍기 날개에 먼지를 덜 붙게 하려면 어떻게 하면 좋을까요? 유체입자와 고체표면의 마찰을 줄여주면 됩니다. 예를 들면 날개에 왁스를 발라서 코팅해주는 건데, 선풍기 날개는 금방 청소할 수 있으므로 여름 동안 잘 쓰다가 치우기 전에 청소해주는 게 좋을 것 같습니다.이 현상을 실험을 통해 알아봤습니다. 안경알 위에 제 머리카락을 잘라서 올려놓았고, 손풍기 바람을 쏴줬습니다. 휙 날아갈 것으로 생각하겠지만, 안경알, 그러니까 고체 표면과 유체입자가 형성한 경계층에 머리카락이 갇히면서 쉽게 날아가지 못하는 모습을 눈으로 확인할 수 있습니다.추가로 무언가를 씻을 때 물로만 헹구는 경우가 많은데, 물도 유체입니다. 따라서 물과 고체 표면이 형성한 경계층에 갇힌 미세한 이물질은 물로만 헹궈서는 쉽게 제거할 수 없습니다.물로만 제거하기 위해서는 오랫동안 흐르는 물에 놔두거나 수압이 강한 물을 이용해야 하므로 손을 씻을 때나 설거지를 할 때나 물리적인 힘을 가해줘야 합니다. 궁금증이 해결되셨나요?[출처 : 사물궁이 https://samulgoongi.com/4418]
학문 /
기계공학
22.12.02
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무빙워크에서 걷는게 더 빠른가요?
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.무빙워크에서 걷는다면 당연히 더 빠른시간에 목적지에 도달할 수 있습니다.예전 그 영상 저도 봤는데 실험자체가 오류가 많았습니다.
학문 /
토목공학
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