안녕하세요 성심껏 답변 드릴 김경렬 전문가입니다.
Q. 메뚜기는 어떻게 그렇게 높게 뛸수있나요
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.메뚜기의 점프의 비결은 뒷다리에 있읍니다.뒷다리의 넓적다리마디와 종아리마디 사이를 연결하는 탄탄한 ‘근육’에 에너지가 저장되었다가 한꺼번에 분출되어 폭발적인 힘을 내는 것입니다.다리의 근육은 펴짐을 위한 신근(extensor tibiae)과 굽혀지게 하는 굴근(flexor tibiae)의 두 가지로 나뉩니다. 신근이 에너지를 급격히 소모하면 스프링처럼 점프를 합니다. 착지 후에는 굴근이 작용해 다리를 원위치로 가져다 놓습니다.
Q. 지진이 발생할때 일어나는 P파와 S파는 어떤 차이가 있나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.지진파는 크게 P파 S파 이 두가지로 나뉘어집니다. P파는 매질의 진동방향과 파의 진행방향이 같은 종파이기 때문에 고체, 액체, 기체의 모든 매질을 통과합니다. S파는 매질의 진동방향과 파의 진동방향이 직각인 횡파로 지표의 건물이 좌우로 흔들립니다. 그리고 고체 매질만 통과합니다.P파와 S파의 큰 차이점은 속도에 있습니다. P파는 지진이 발생한 곳에서 지진이 일어난 곳까지 가장 먼저 도착하는 지진파라고 볼 수 있고 그 다음에 도착하는 것이 S파가 되겠습니다. 그래서 P라는 것은 먼저 첫번째라는 의미의 Primary에서 따온 말이고, S는 두번째라는 Second에서 따온 말입니다. 그래서 속도는 상대적으로 차이가 있다고 할 수 있겠죠.또 하나는 통과물질 상태가 되겠는데요. P파는 고체, 액체, 기체를 반면에 S파는 고체만 통과할 수 있습니다. 이러한 지진파를 가지고 지각 아래에는 지각과는 다른 물질로 이루어진 층이 있다고 주장한 사람도 있습니다.
Q. 빨간눈금 온도계는 어떤 원리로 작동하나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.우리가 많이 보는 온도계는 액체 온도계 인데요.붉은 색소를 첨가한 알코올 온도계 입니다.알코올 온도계는 진공의 가는 유리관에 알코올을 적당히 넣은 것 입니다.온도를 측정하기 위해서 이 온도계를 더운 물에 담그면 더운물에서 온도계로 열이 이동하게 됩니다.이 때 열을 얻은 수은이나 알코올의 부피가 열적 평형 상태가 될 때 까지 늘어나 유리관 위에 올라갑니다.그러나 알코올 온도계는 부피 팽창비율이 크기 때문에 눈금을 읽기 편하지만 끓는점이 78C 낮고 높은 온도를 측정한 후에 유리관 벽에 알코올이 붙어 눈금을 읽기가 어려운 단점이 있습니다.
Q. 총을 허공에다 쏘고 난 이후 낙하운동에 대해 궁금합니다
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.일단 최고점에 도달한 총알은 자유 낙하를 시작하는데요, 완벽하게 수직으로 쐈을 때 최종 낙하 속도가 느려집니다. 포물선으로 날아가면 낙하 속도가 더 빨라지고요. 사실 수직으로 쏴도 항상 그대로 내려오지 않고, 바람의 영향 등으로 궤적이 빗나가면서 속도가 달라집니다.총알의 낙하 속도는 의외로 빠른 편입니다. 유선형으로 생겨서 공기 저항을 덜 받기 때문이지요. 초속 45m 이상이면 사람 피부를 꿰뚫을 수 있고, 초속 60m 이상이면 두개골을 관통할 수 있습니다. 발사 각도에 따라 자유 낙하하는 총알의 최대 속도는 초속 180m까지 이를 수 있어서 맞으면 심한 부상을 입거나 죽을 가능성도 큽니다.
Q. 스피커의 작동원리가 궁금합니다. 알려주세요
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.스피터에는 자석이 하나 들어 있읍니다.이 자석을 둘러싸는 형식으로 코일이 감겨 있습니다.그리고 이 코일의 양단이 스피커 단자와 연결되어 있읍니다.또 이 코일과 실제로 소리가 울리는 판이랑 연결되어 있습니다.스피커 단자를 통해서 신호가 들어오면 이 신호가 코일을 따라 흐르게 되고 코일에서 자기장이 변하게 됩니다. 이 자기장은 기존에 있던 자석의 자기장과 서로 밀고 당기고하는 작용이 일어 납니다.이 작용으로 인해서 떨림판이 울리게 되어 우리게 듣는 소리가 나게됩니다.이 떨림판이 크면 저음쪽으로 효율이 좋고 작으면 고음쪽에서 효율이 좋아 집니다.또한, 떨림판이 크면 클수록 더욱 많은 기술들이 필요하게 됩니다.