안녕하세요 김혜나 전문가입니다.
물리
Q. 긴장하면 심장이 빨리 뛰는 이유
안녕하세요. 김혜나 과학전문가입니다.교감신경계가 반응하기 때문입니다 교감신경계는 자율신경계의 일종으로 스트레스를 받거나 긴장을 할 때 활성화되는 신경계입니다.교감신경계가 자극받으면 우리 몸에서는 아드레날린이라는 호르몬이 분비됩니다.이 호르몬은 심장박동을 증가시키고 눈동자를 확대시키며 혈압을 높여주는 작용을 합니다. 즉 어떤 상황이 오든 몸이 대처할 수 있도록 미리 대비를 해주는 것입니다.
전기·전자
Q. 정전기는 왜 발생하는 걸까요?
안녕하세요. 김혜나 과학전문가입니다.정전기가 생기는 이유는 '마찰'때문이다. 물체를 이루는 원자의 주변에는 전자가 돌고 있는데, 원자핵으로부터 멀리 떨어진 전자들은 마찰을 통해 다른 물체로 쉽게 이동하기도 한다. 이때 전자를 잃은 쪽은 (+) 전하가, 전자를 얻은 쪽은 (-) 전하가 되어 전위차가 생긴다. 생활하면서 주변의 물체와 접촉하면 마찰이 일어나기 마련인데, 그때마다 우리 몸과 물체가 전자를 주고받으며 몸과 물체를 조금씩 전기가 저장된다. 한도 이상 전기가 쌓였을 때 적절한 유도체에 닿으면 그동안 쌓았던 전기가 순식간에 불꽃을 튀기며 이동한다. 이것이 정전기다.
물리
Q. 졸리면 하품이 나오는 원리가 궁금합니다
안녕하세요. 김혜나 과학전문가입니다.하품이 나오는 이유 첫 번째 부족한 수면시간입니다. 평소 수면장애로 잠을 자기 힘들거나 밤중에 여러 번 잠을 깨고 잠들고를 반복하게 된다면 충분한 휴식을 취하지 못했기에 잠이 부족해지면서 수면장애에 빠지게 됩니다. 이러한 이유로 인해 뇌가 지쳐있어 지속적으로 하품을 하게 됩니다.하품이 나오는 이유 두 번째로 뇌의 산소부족입니다. 흔히 알고 있는 이유 중 하나로 뇌에 산소가 부족하면 하품을 하는 이유입니다. 우리 몸에 피로와 스트레스가 쌓이면서 체내에 이산화탄소 또한 누적이 됩니다. 이럴 경우 뇌는 평소보다 더 많은 산소와 에너지를 요구하기 때문에 하품을 하게 되는 이유입니다. 하품이 나오는 이유 세 번째 안구의 건조함으로 인해 하품을 할 수 있습니다. 우리는 눈이 피로하거나 뻑뻑하다고 느껴질 때 의도적인 하품이나 무의식적으로 하품을 하게 됩니다.
화학
Q. 낮에는 비가 오고 밤에는 눈이 오는 이유는?
안녕하세요. 김혜나 과학전문가입니다.네 낮의 기온과 밤의 기온이 많이 차이 나기 때문입니다눈은 대기 중의 수증기가 찬 기운을 만나 얼어서 땅 위로 떨어지는 얼음 결정체입니다.눈이 만들어지는 원리는 대기 중의 물방울이 모여 구름을 이루고, 이 물방울들이 커지면 무게를 견디지 못해 땅으로 떨어지는 비가 내리는 것과 같습니다. 기온이 매우 낮아져 물방울이 얼음 알갱이가 되면 눈이 됩니다.구름 속에 물방울과 얼음알갱이가 함께 있을 때, 물방울에서 증발한 수증기가 얼음 알갱이에 붙으면 이것이 켜져서 내려올 때 기온이 어는 점보다 낮으면 눈이 만들어지며 온도와 습도에 따라 눈의 결정이 다양하게 변합니다.낮엔 영상의 온도라 비가 왔지만 밤에 기온이 떨어져 영하가 되면 눈이 오겠습니다
지구과학·천문우주
Q. 물방울이 항상 동그란 모양을 유지하는 이유는?
안녕하세요. 김혜나 과학전문가입니다.표면장력 때문입니다표면장력은 물 분자끼리 서로 끌어당기려는 힘을 가지고 있어 물 안에 있는 분자가 물 표면에 있는 분자를 끌어당기면서 가능한 한 표면의 면적을 작게 하려는 힘을 말합니다. 이로 인해 물방울은 흩어지지 않고 둥글고 볼록한 원형의 모양을 이루게 되는 것이죠. 구가 정육면체나 직육면체처럼 각진 모양보다 구가 상대적으로 표면적이 더 작기 때문에 물방울은 구 모양의 둥근 원형을 유지하는 것입니다.
전기·전자
Q. 장영실이 발명한 것 들은 무엇무엇이 있나요?
안녕하세요. 김혜나 과학전문가입니다.장영실의 발명품 업적에는 많은 것들이 있습니다. 대표적인것들을 알려드리겠습니다. 측우기 : 폭우로 흉년이 계속되자 제작된 발명품입니다. 백성들도 도움을 얻을 수 있도록 다리에 눈금을 매기는 수표도 시행했는데, 서울에 수표교라는 명칭이 생긴 연유입니다. 앙부일구 : 원의 천문학을 기초로 만들어진 해시계입니다. 초기 장영실의 발명품은 남아있지 않고 현재 보물로 정해진 앙부일구는 18세기에 다시 만들어진 것입니다. 자격루 : 장영실의 업적으로 감탄할만한 자동 물시계입니다. 지금은 물통부분만 남아 있지만 원래는 쇠구슬이 굴러서 움직입니다. 정시를 알려주는 종 때문에 서울에 종로라는 명칭이 생깁니다. 혼천의 : 천제의 좌표를 관찰하는 천문과측기구입니다. 중국에 의지하던 천문과학을 조선이 독자적으로 연구할 수 있게 되었습니다. 옥루 : 자격루와 혼천의를 결합한 자동시계로 시간과 계절까지 알려줍니다. 선녀인형이 구름을 타고 나타나도록 되어 있습니다. 빛나는 장영실의 업적입니다.
지구과학·천문우주
Q. 행성의 생성 과정이 궁금해요.
안녕하세요. 김혜나 과학전문가입니다.태양계 행성은 초기에 원반 형태의 미세 먼지 덩어리에서 시작합니다. 먼지들은 신성인 태양을 기준으로 원시 태양계 적도 평면에 모입니다. 그리고선 중력 불안정이라고 먼지 입자들이 큰 덩어리를 형성합니다. 직경 100 m 정도입니다. 이후 직경 100 m 짜리 먼지 뭉치는 강착 ( accretion ) 이 라고 불리는 현상이 나타나는데요 더 빨리 먼지 덩어리 들이 뭉칩니다. 대단히 빨리 강착되어 대단히 짧은 시간 동안 행성의 배아를 형성합니다. 이렇게 자란 태양계 행성 배아들은 새로운 힘 중력을 본격적으로 갖게 됩니다. 진공 상태에 물질이 있으면 서로 잡아당기는 힘이 생기는데요. 이것이 중력입니다. 크기가 클수록 중력도 커집니다. 이렇게 태양계 행성 배아들은 서로 서로를 잡아당기며 산만한 크기에서 행성만한 크기로 성장합니다.
화학
Q. 피부상처는 어떻게 재생되는 건가요?
안녕하세요. 김혜나 과학전문가입니다.상처가 나면, 먼저 상처 부위로 병원균들이 침입하게 됩니다. 이 병원균들의 침입을 막고, 병원균을 물리치기 위해 혈액 속의 혈구들이 일을 합니다. 그 중 백혈구라 불리우는 물질이 갖가지 병원균들을 해치워 줍니다. 상처가 났을 때, 상처 부위에서 열이 나고, 붓고, 빨개지는 이유가 이러한 균과 혈구 간 싸움의 결과입니다.그 사이 혈소판이라는 물질이 더 이상 균의 침입을 막기 위해 딱지를 만듭니다.상처가 낫는 것은 체세포가 분열을 하기 때문입니다. 채세포 분열로 피부가 재생성되어 상처 부위가 낫는 것 입니다.낮과 밤의 상처 회복속도가 다른 이유는 우리 몸의 수면, 호르몬 분비 등에 관여하는 '생체리듬'이 낮에 피부 세포의 회복을 조절하기 때문입니다.
지구과학·천문우주
Q. 물 무게 측정 단위가 어떻게 되나요?
안녕하세요. 김혜나 과학전문가입니다.물의 부피는 1리터(1000ml)이고, 물의 밀도는 1이므로, 물 1리터는 1kg중(1000g중)이 되는 것입니다.결과적으로 물의 경우에는 '부피=무게'의 형태가 되는 것이죠.
화학
Q. 바람은 왜 불까요? 이유가 무엇이죠?
안녕하세요. 김혜나 과학전문가입니다.하강기류 (⇩) 상승기류 (⇧）온도가 낮은 곳 ⇨ 온도가 높은 곳밀도가 높은 편입니다 ⇨ 밀도가 낮은 편입니다.상승 기류로 밀도가 낮아진 공기를 보충하듯 차가워진 공기가 스며듭니다.이것이 공기의 흐름을 낳게 되고 바람이 부는 것입니다.육지와 바다는 낮과 밤에 바람의 방향이 변화합니다!또한 육지와 바다의 온도차에 의해서도 바람은 생깁니다.육지(뜨겁기 쉽고 식기 쉽습니다)바다(따뜻하고 쉽게 식지 않습니다)낮에는 육지 쪽이 바로 따뜻해져 상승기류(↑)가 발생합니다.바다 온도는 거기까지 올라가지 않기 때문에 공기는 찬 채로 있습니다.육지(↑) ⇦ 바다(↓) 라는 방향의 바람이 불게 됩니다.밤에는 육지 쪽이 먼저 차가워져 주위의 공기가 무거워져 하강 기류(↓)가 발생합니다.바다의 온도는 그렇게까지 차갑지 않기 때문에 육지 쪽에서 차가운 공기가 유입됩니다.육지(↓) ⇨해(↑) 라는 식의 방향이 됩니다.이 육지와 바다의 성질 차이에 따라 온도 차이가 달라지기 때문에 낮과 밤에 바람의 방향도 바뀌게 됩니다.