안녕하세요 김도건 전문가입니다.
Q. 높은 곳에서 떨어뜨린 물체가 무거우면 더 빨리 떨어지나요?
만약 공기의 저항이 없다면 모든 물체는 무게에 상관없이 동시에 떨어지게 됩니다. 모든 물체에 작용하는 중력의 크기(=mg)는 떨어지는 물체의 질량에 비례하는데, 뉴턴의 운동 제2법칙인 F=ma에 이를 적용하여 보면, mg=ma와 같은 결과가 얻어지므로 물체의 가속도는 a=g로 물체의 질량과는 관계가 없으므로 질량으로 인한 효과는 상쇄됩니다. 공기의 저항이 있다면 무거운 물체가 더 빨리 떨어질 것입니다.
Q. 태풍이 오면 창문에 신문지를 붙여서 파손을 방지하는 원리는 무엇인가요?
태풍이 올때 창문에 신문지를 붙이거나 테이프를 붙이는 것은 파손을 방지하는 효과가 있지 않습니다. 파손을 방지하기 보단 파손됐을 경우 파편이 튀거나 비산물이 떨어지는 위험을 줄이는데 도움이 됩니다. 창문이 파손되는 것을 방지하기 위해선 창문 틈새를 막아 흔들림을 줄여주는 것입니다.
Q. 건물 자동문에 접근했을 때 어떻게 문이 열리는 걸까요?
자동문의 원리는 크게 두 가지가 있는데 적외선 센서를 이용한 방식과 몸무게를 이용한 방식입니다.적외선은 빛의 양의 변화에 민감해 문 앞에 서 있는 사람에 의해 빛이 차단되면 적외선 센서가 이를 감지하게 됩니다. 감지된 신호를 동력부로 전달하여 자동문을 여닫게 되는 것입니다. 몸무게를 이용하는 자동문은 문 앞에 무게를 감지하는 발판이 설치돼 있는데, 사람이 자동문 앞에 다가서면 몸무게에 의해 발판 밑에 있는 스위치가 작동해 문이 열리는 간단한 방식입니다.
Q. 속도 측정기는 어떤 원리인가요?
속도측정기의 원리는 레이더파의 도플러 효과를 이용하여 속력을 측정합니다. 이 원리는 속도 측정기에서 레이더파를 달리는 차와 같은 물체에 쏘아 되돌아오게 하고 속도 측정기 내부에 장착된 컴퓨터는 안테나에서 발사될 때의 진동수와 자동차에 반사되어 되돌아온 진동수를 비교하여 자동차의 속도를 구해내는 것입니다.
Q. 사람의 눈은 고양이나 기타 다른 동물에 비해 빛의 밝기 차이에 반응을 잘 못하는데 어떤 이유 때문인걸까요?
사람의 시각과 동물의 시각은 시각 기관의 다양한 형태에서도 차이를 가집니다. 동물들은 간단한 구조부터 복잡한 기관까지 매우 다양한 형태의 시각 기관을 가지고 있습니다. 그러나 기본적인 원리는 비슷합니다. 망막에 간상세포와 원추세포가 빛을 받아들여 신경신호로 전환하고 이를 뇌로 보냅니다. 원추세포는 특정 파장대의 빛에 민감하게 작용하여 빛의 색깔을 인식합니다.예를들어 고양이와 사람의 눈을 비교한다면 고양이는 야행성 동물입니다. 야행성 동물은 밤에도 잘 볼 수 있도록 망막에 최대한 많은 간상세포가 있습니다. 고양이 눈에는 사람보다 6~8배 더 많은 간상세포가 있어 밤에도 잘 볼 수 있습니다. 반면 색을 구별할 수 있는 원추세포는 적거나 또는 거의 없습니다. 이 때문에 낮에는 파스텔 톤의 세상을 보게 될 것으로 추측됩니다.