안녕하세요. 김경태 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 로켓의 과학적인 원리가 궁금합니다
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.1. 작용·반작용 법칙: 로켓 엔진은 작용·반작용 법칙에 따라 동작합니다. 연소 반응으로 생성된 가스와 불꽃이 엔진 하부에서 빠르게 방출되면, 그 과정에서 생성되는 반작용 힘에 의해 로켓은 역방향으로 밀려나게 됩니다.2. 연소 반응: 로켓 엔진은 연료와 산소의 혼합물인 추진제를 사용합니다. 추진제는 연소되면서 엄청난 열과 가스를 생성합니다. 이 가스는 로켓 엔진 내부에서 압력을 발생시키고, 연료와 산소를 밀어내며 로켓을 밀어올립니다.3. 제트 추진 원리: 로켓 엔진의 작동 원리는 제트 추진 원리에 기반합니다. 로켓에서 생성된 가스와 불꽃은 엔진 하부의 열화구로 통로를 통해 방출됩니다. 이 과정에서 가스는 매우 높은 속도로 방출되면서, 반작용 힘을 생성하여 로켓을 추진합니다.
지구과학·천문우주
Q. 가장 멀리 간 인공위성의 이름은 무엇인가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.지구로부터 가장 멀리 날아간 인공위성은 "보이저 1"입니다. 보이저 1은 1977년에 발사된 NASA의 우주 탐사기로, 태양계 외곽으로 향하는 여행을 하고 있습니다. 현재로서는 우리 태양계를 벗어난 첫 번째 인공위성입니다. 보이저 1은 태양계 외곽에 위치한 헬리오스페어를 연구하기 위해 설계되었으며, 멀리 떨어진 우주 공간에서 우리에게 많은 정보를 전송해왔습니다.
생물·생명
Q. 지방이 생기는 이유는 무엇인지 궁금해요
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.1. 에너지 과잉: 음식을 과다 섭취하면 칼로리가 너무 많이 섭취될 수 있습니다. 이렇게 섭취한 칼로리가 우리 몸에서 필요한 에너지보다 많으면, 남은 에너지는 지방으로 저장됩니다.2. 지방 저장: 지방은 에너지를 저장하기 위한 형태로 사용됩니다. 우리 몸은 에너지를 필요로 할 때, 지방 세포에서 지방을 분해하여 에너지로 사용합니다. 그러나 에너지 과잉 상태에서는 지방이 지속적으로 축적되어 몸에 지방이 생기게 됩니다.3. 호르몬 조절: 인슐린과 같은 호르몬은 혈당 조절 및 에너지 대사에 관여합니다. 과다한 음식 섭취는 혈당 수준을 높이고, 이에 반응하여 인슐린이 분비됩니다. 인슐린은 지방 합성을 촉진하고 지방 저장을 유도할 수 있습니다.
화학
Q. 산소에 불이 잘타는 이유가 뭔가요??
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.1. 산소: 산소는 연소 반응에서 산소 공급원으로 작용합니다. 산소 분자는 공기의 일부로서 주변에 널리 분포하고 있습니다. 연소 반응이 시작되면 산소 분자가 화학적인 결합을 형성하여 불이 타는데 필요한 에너지를 제공합니다.2. 연료: 연료는 연소 반응의 물질적인 원료로서 산소와 반응하여 열과 빛을 발생시킵니다. 연료는 다양한 형태로 존재할 수 있으며, 가스, 액체 또는 고체 형태일 수 있습니다. 일반적인 연료로는 나무, 석유 제품, 천연 가스 등이 있습니다.3. 열: 연소 반응은 화학 반응으로서, 일정한 온도 이상의 열이 필요합니다. 초기에는 외부적인 열원이 필요하지만, 연소 반응이 시작되면 그 자체로 열을 발생시킵니다. 이 열은 반응을 유지하고 화학 결합을 깨뜨려 화학 에너지를 방출하는데 중요한 역할을 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 우리 우주가 감속팽창 후 가속 팽창 한 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.1. 감속 팽창: 초기 우주는 빅뱅 이후에 폭발적으로 팽창한 후, 그 팽창 속도가 감속되는 것을 감속 팽창이라고 합니다. 이는 중력이 팽창을 저해하는 힘으로 작용하기 때문입니다. 중력은 질량이 있는 물체 사이에서 작용하는 인력으로, 팽창하는 우주에도 중력이 작용하게 됩니다. 이 중력의 영향으로 우주의 팽창 속도는 감속하게 됩니다.2. 가속 팽창: 그러나 최근의 천문학적 관측 결과에 따르면, 우주의 팽창 속도가 감속되는 것이 아니라 오히려 가속되는 것으로 나타났습니다. 이를 가속 팽창이라고 합니다. 가속 팽창은 우주에 존재하는 알려진 에너지 형태 중 하나인 어둠 에너지라는 가상의 에너지와 관련이 있습니다. 어둠 에너지는 우주의 공간을 채우고 있으며, 중력과는 반대로 팽창을 촉진하는 힘으로 작용합니다. 이로 인해 우주의 팽창 속도가 가속되는 것으로 추정됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구의 반지름은 어떻게 측정했을까요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.1. 측지법: 측지법은 지구의 크기를 측정하는 가장 직접적인 방법 중 하나입니다. 이 방법은 지구의 둘레를 측정하거나, 산의 높이를 측정하여 지구의 크기를 유추합니다. 예를 들어, 에라토스테네스는 지구의 둘레를 측정하여 지구의 반지름을 계산하는데 사용한 방법으로 유명합니다.2. 위성 측정: 인공 위성을 사용하여 지구의 크기를 측정하는 방법도 있습니다. 위성은 지구의 형태와 크기를 정확하게 측정할 수 있는 기술을 갖추고 있습니다. 위성은 레이더나 라이다와 같은 기술을 사용하여 지구의 표면과 대기의 거리를 측정하고, 이를 통해 지구의 크기를 계산합니다.3. 중력 측정: 중력은 지구의 크기와 직접적으로 관련이 있습니다. 중력을 측정하는 장비를 사용하여 지구의 중력을 측정하고, 이를 기반으로 지구의 크기를 유추할 수 있습니다. 이는 지구의 질량과 반지름 사이의 관계를 이용하는 방법입니다.
토목공학
Q. 눈이 쌓여있는길에 제설작업할때 소금을 뿌리는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.소금은 물과 반응하여 동결점을 낮추는 특성이 있습니다 눈과 얼음 위에 소금을 뿌리면 눈과 얼음이 녹아 물로 변하게 됩니다. 이렇게 되면 도로나 보도의 표면이 미끄럽지 않고 안전하게 이동할 수 있게 됩니다. 눈이 쌓인 도로나 보도는 매끄러워서 차량이나 보행자가 미끄러질 수 있습니다. 소금을 뿌려서 눈과 얼음을 녹인 후, 소금과 함께 생긴 물이 도로 표면에 올라오면서 거칠게 만들어줍니다. 이는 미끄러지는 위험을 줄여주는 역할을 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 허블법칙이 등속팽창 우주에만 적용되는 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.허블의 법칙은 천체들이 서로로부터 멀어지는 속도가 우주의 확장에 비례한다는 관찰적인 관계를 나타냅니다. 이 법칙은 주로 등속팽창 우주 모델에서 적용됩니다. 등속팽창 우주 모델에서는 우주가 균일하게 팽창하며, 이로 인해 천체들이 서로로부터 멀어지는 것으로 이해됩니다.1. 등속팽창 가정: 허블의 법칙은 등속팽창 우주 모델에서 유효합니다. 등속팽창 우주 모델은 우주가 균일하고 동질적으로 팽창한다고 가정하는 모델입니다. 이 모델에서는 모든 위치에서 관측자가 동일한 확장 속도를 관측할 수 있으므로 허블의 법칙이 성립합니다.2. 그레이브-레마트르 공식: 등속팽창 우주 모델에서 허블의 법칙은 그레이브-레마트르 공식이라는 관계식으로 표현됩니다. 이 공식은 허블 상수를 포함하며, 등속팽창 우주 모델의 가정에 기반하여 유도됩니다.3. 다른 우주 모델에서의 예외: 등속팽창 우주 모델 외에도 우주의 팽창을 설명하는 다른 모델들이 있습니다. 예를 들어, 인플레이션 이론이나 어두운 에너지 모델과 같은 다른 우주 모델들은 등속팽창 우주 모델과는 다른 확장 패턴을 가지고 있습니다. 이러한 모델에서는 허블의 법칙이 적용되지 않을 수 있습니다.
화학
Q. 일산화탄소의 특징과 발견은 어떻게?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.일산화탄소는 무색, 무취의 기체로서 독성이 있는 가스입니다. 일산화탄소는 연소 과정에서 생성되며, 가정용 난방 장치나 화상 등에서 유출될 수 있습니다. 겨울철 캠핑 시 난로 사용으로 인한 일산화탄소 중독 사고가 발생할 수 있으므로, 일산화탄소에 대한 이해와 예방 조치가 중요합니다.1. 무색, 무취: 일산화탄소는 인식하기 어려우며, 무색과 무취로 인해 인간은 쉽게 감지할 수 없습니다.2. 독성: 일산화탄소는 호흡을 통해 체내로 흡수되어 혈액과 결합하여 산소 이동을 방해합니다. 이로 인해 조직과 장기에 충분한 산소 공급이 이루어지지 않아 중독 증상이 나타날 수 있습니다.3. 증상: 일산화탄소 중독 증상은 두통, 어지러움, 메스꺼움, 구토 등이 포함될 수 있습니다. 높은 농도의 일산화탄소에 노출되면 의식 잃음, 경련, 호흡 마비 등 심각한 증상과 심지어 사망에 이를 수 있습니다.
기계공학
Q. 마스크에 KF??라고 적힌 숫자는 어떻게 해석하면 되나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.마스크에 표시된 "KF" 다음에 오는 숫자는 한국의 필터 효율성 등급을 나타냅니다. KF는 "Korea Filter"의 약자이며, 마스크의 입자 차단 효능을 나타내는 지표입니다.KF 다음에 오는 숫자는 필터의 입자 차단 효율을 백분율로 표시합니다. 예를 들어, KF94는 94%의 입자 차단 효율을 가지는 마스크를 의미합니다. 즉, 공기 중의 0.4μm 크기의 입자를 94% 이상 차단할 수 있는 마스크입니다.KF80, KF94, KF99 등 다양한 등급의 마스크가 있으며, 숫자가 높을수록 더 높은 입자 차단 효율을 가지게 됩니다.