안녕하세요. 옥성민 전문가입니다.
전기·전자
Q. 주물이랑 주강이랑 뭐가 다른건가요??
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.주철과 주강은 모두 주조 공정에 일반적으로 사용되는 금속 합금이지만 구성, 특성 및 용도에 있어서 뚜렷한 차이가 있습니다.구성:주철: 주철은 주로 탄소 함량이 높은 철(Fe)로 구성되며 일반적으로 2%~4%입니다. 또한 소량의 실리콘, 망간, 황, 인이 함유되어 있을 수도 있습니다.주강: 주강은 주로 철(Fe)로 구성되어 있으며, 주철에 비해 탄소 함량이 낮으며 일반적으로 2% 미만입니다. 또한, 주강에는 그 특성을 향상시키기 위해 망간, 크롬, 니켈 또는 몰리브덴과 같은 다른 합금 원소가 포함되는 경우가 많습니다.속성:주철: 주철은 압축 강도가 높고 내마모성이 뛰어난 것으로 알려져 있습니다. 상대적으로 부서지기 쉽고 연성과 충격 저항성이 낮습니다. 주철은 보온성도 뛰어나 조리기구, 엔진 블록 등의 용도에 적합합니다.주강: 주강은 주철에 비해 인장 강도, 연성, 내충격성이 더 높습니다. 부서지기 쉬우며 파손 없이 더 높은 하중 조건을 견딜 수 있습니다. 주강은 열처리를 통해 기계적 성질을 더욱 향상시킬 수 있어 자동차 부품, 기계 부품, 구조 요소 등 광범위한 응용 분야에 적합합니다.애플리케이션:주철: 주철은 엔진 블록, 실린더 헤드, 브레이크 로터, 조리기구, 파이프 등 내마모성과 보온성이 유리한 응용 분야에 일반적으로 사용됩니다.주강: 주강은 자동차 부품(예: 크랭크샤프트, 기어), 기계 부품, 밸브, 건설 장비 등 더 높은 강도, 연성 및 내충격성이 요구되는 응용 분야에 사용됩니다.비용 및 제조:주철은 일반적으로 구성 및 제조 공정이 단순하기 때문에 주강에 비해 생산 비용이 저렴합니다.주강, 특히 합금 품종의 경우 합금화, 열처리, 품질 관리 조치 등 보다 정교한 생산 기술이 필요할 수 있으며, 이로 인해 제조 비용이 증가할 수 있습니다.요약하면, 주철과 주강은 모두 주조 공정에 사용되는 금속 합금이지만 서로 다른 구성, 특성 및 용도를 가지고 있습니다. 주철은 내마모성과 보온성이 높은 것으로 알려져 있으며, 주강은 강도, 연성, 내충격성이 더 높습니다. 주철과 주강 사이의 선택은 기계적 특성, 비용 고려사항, 환경적 요인 등 적용 분야의 특정 요구 사항에 따라 달라집니다.답변이 도움이 되길 바랍니다.
생물·생명
Q. 야생동물에게서는 왜 충치가 보기 힘든가요?
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.야생 동물은 일반적으로 식물, 과일, 생고기 등 가공되지 않은 천연 식품으로 주로 구성된 식단을 가집니다. 이러한 음식에는 충치를 유발하는 설탕과 탄수화물이 포함될 가능성이 적습니다. 결과적으로, 야생동물은 종종 단 음식과 가공식품을 섭취하는 인간에 비해 충치가 발생할 가능성이 적습니다.답변이 도움이 되길 바랍니다.
전기·전자
Q. 연필은 종이에 쓰면 종이 뒷면에서 보이지 않는데 펜은 종이 뒤에서 보이는 이유가 궁금합니다.
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.연필로 종이에 글을 쓰는 원리는, 연필심이 흑연이라는 검은색 물질이 종이에 묻으면서 글씨가 써지는데, 이 흑연은 종이 뒷면으로 새지 않으므로 종이 뒷면에서 보이지 않습니다.반면에 펜은 수성이나 유성이나에 따라 다르지만 종이의 섬유 성분 깊숙히 침투하는 경향이 있어 얇은 종이일 경우 뒤에서도 빗쳐보입니다. 이와 같은 원리로 연필로 쓴 글은 지우개로 지울 수 있으나(흑연을 닦아냄), 펜으로 쓴 글은 지우개로 지울수 없는 원리입니다.답변이 도움이 되길 바랍니다.
화학
Q. 황사는 왜 발생하나요? 막을 방법은 없나요?
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.우리나라는 봄 가을철에 황사가 심한데요. 황사는 바람이 미세한 모래와 먼지 입자를 대기 중으로 끌어올리는 몽골과 중국 북부의 사막에서 발생합니다.황사 발생에는 여러 가지 요인이 영향을 미칩니다.사막화: 삼림 벌채, 과도한 방목, 기후 변화 등의 요인으로 인해 사막이 확장되면서 바람에 날릴 수 있는 느슨한 모래와 먼지의 가용성이 증가합니다.바람 패턴: 특히 봄철의 계절풍 패턴은 몽골 사막과 중국 북부에서 한국과 동아시아의 다른 지역으로 먼지를 운반하는 데 중요한 역할을 합니다.산업 및 농업 활동: 농업, 건설, 산업 공정을 포함한 인간 활동은 먼지 발생에 기여합니다. 비포장 도로, 건설 현장, 건조한 농경지에서는 이 현상의 원인이 될 수 있는 상당한 양의 먼지가 생성될 수 있습니다.이를 방지 하기 위한 방법은사막화 지역에 녹림을 조성하여 먼지가 발생하지 않도록 하고 산업활동을 하는 공장에 미세먼지를 제거할 수 있는 시설을 하는 방법등이 있으나, 가장 빠르면서도 효과적인 방법은 마스크를 착용하는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 공중에 있는 먼지는 왜 잘 안보이는 걸까요??
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.공기 중에 떠다니는 먼지 입자는 다음과 같은 몇 가지 이유로 육안으로 확인하기 어려운 경우가 많습니다.크기: 대부분의 먼지 입자는 매우 작으며 일반적으로 크기가 수 마이크로미터에서 1밀리미터 미만입니다. 너무 작기 때문에 쉽게 눈에 보일 만큼 충분한 빛을 반사하거나 산란시키지 않습니다.빛의 산란: 먼지 입자는 가시광선의 파장과 크기가 비슷한 경우가 많습니다. 빛이 비슷한 크기의 입자를 만나면 우리 눈에 직접 반사되기보다는 모든 방향으로 흩어지는 경향이 있습니다. 이러한 산란 효과로 인해 개별 먼지 입자가 눈에 띄지 않게 됩니다.낮은 농도: 먼지 입자는 일반적으로 공기 전체에 분산되어 촘촘하게 쌓이지 않습니다. 농도가 낮으면 눈에 빛을 반사하거나 산란시키는 입자가 적기 때문에 가시성이 더욱 감소합니다.배경 조명: 많은 실내 및 실외 환경에는 이미 상당한 양의 주변광이 있습니다. 이러한 배경 조명은 먼지 입자가 생성하는 미묘한 빛 산란을 압도하여 개별 먼지 입자의 모양을 가릴 수 있습니다.답변이 도움이 되시길 바랍니다.
지구과학·천문우주
Q. 야광은 색깔이나 밝기가 일정한가요?
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.이러한 물질의 기본 원리는 물질의 원자 또는 분자에 있는 전자와 들어오는 광자의 에너지 사이의 상호 작용과 관련이 있습니다. 이러한 상호 작용으로 인해 전자는 더 높은 에너지 수준으로 여기되고 원래 상태로 돌아오면 빛을 방출합니다. 구체적인 메커니즘은 관련된 발광 유형에 따라 다릅니다.답변이 도움이 되시길 바랍니다.
전기·전자
Q. 홈캠을 설치하고 사용하는 과정에서 고려해야 하는 과학 기술적인 측면은 어떤 것들이 있는지
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.홈캠을 설치하고 운영하는데에는 어떤 제품을 선정하고 보안상의 문제를 고려하는게 가장 중요해 보입니다.홈캠의 용도에 따라 다르겠지만, 관찰하고자 하는것이 자세한 집안의 모습이면, 카메라 조리개도 자동 조종되고, 화질도 일정이상 1080P이상의 제품을 사용하는것이 좋을것이고, 그게 아니라 집안의 대략적인 모습을 본다면 720p정도의 저렴한 홈캠으로도 충분히 가능하겠지요. 그리고 홈캠을 원격으로 접속해서 보는방식인데, 최근의 여러 중국제 제품은 서버를 중국에 두고 운영하는 경우가 많은데 이 경우 동영상이 중국 서버에 저장되는 문제가 있으므로 이런 보안의 문제가 없는 제품을 선정하는것이 중요하다고 판단됩니다.답변이 도움이 되길 바랍니다.
지구과학·천문우주
Q. 양성자의 질량이 1%만 달라져도 우주는 어떻게 변할까요?
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.현재 우주는 매우 미세하게 조정된 완벽환 상수들의 조화로 안정되어있습니다. 만약 양성자의 수가 1%가 줄어든다면 당연히 우주의 모습이 변화하는것은 당연할 것입니다. 우주의 모든 물질은 양성자, 전자, 중성자, 미립자로 구성되어 있고 대부분의 질량은 양성자로부터 나옵니다. 그 양성자의 수가1%가 줄어든다면 일단 우주전체의 질량의 변화로 현재 평창하는 우주가 더욱더 팽창이 심화되어, 현재의 태양계가 없을지도 모르겠네요. 그리고 양성자의 수가 1%줄어듬으로써, 우주를 구성하는 성분비의 변화로 행성이나 항성의 비율도 달라질 수 있을거라 봅니다. 부족한 답변이지만 도움이 되길 바랍니다.
기계공학
Q. 선형 미분방정식 계수 낮추기 문제 질문
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.일차독립이란 어떤 미분방정식의 해를 y = y1*C1 + y2*C2이렇게 표현된다고 하는것입니다. C2와 C1는 어떤 상수 입니다. 풀이를 보면, u = -1/2*C1*e^(2x) +C2인데 C2는 u'를 적분하면서 생긴 상수이고, C1은 w' +2w=2에서 w를 적분으로 구할때, 생기는 일반 상수 입니다. 즉 정리하자면 C2와 C1은 어떠한 상수 입니다. (0도, 정수도, 실수도 넣을수 있음) 그런데 y1를 바탕으로 어떤 y2를 하나 구할때 C2와 C1의 측정 값을 정해서 Y2를 정하는 것입니다. 가장 보기 쉬운게 C2= 0, C1 = -2일때를 y2라고 정하면 y2=e^(-x)가 되는 것이지요. 그래서 위 미분 방정식의 해를 y = y1*C1 + y2*C2 = e^x*C1 + e^(-1)*C2라고 적을 수 있는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 나사에서 개발중인 튜브리스 타이어의 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.튜브리스 타이어의 기본 원리는 타이어 내부의 공기압을 유지하기 위해 내부 튜브를 사용하는 전통적인 공압 타이어 설계에서 벗어난 것입니다. 튜브리스 타이어의 주요 원리는 다음과 같습니다.실링 구조: 튜브리스 타이어는 타이어 내부에 밀폐 라이닝이 내장되어 있으며 일반적으로 부틸 고무 또는 기타 특수 재료로 만들어집니다. 이 라이닝은 공기가 타이어 케이스를 통해 빠져나가는 것을 방지하는 장벽 역할을 합니다.비드 잠금 시스템: 튜브리스 타이어에는 타이어와 휠 림 사이의 안전한 밀봉을 보장하는 비드 잠금 시스템이 있습니다. 여기에는 일반적으로 림의 플랜지에 꼭 맞는 비드가 포함되어 내부 튜브 없이도 밀폐된 씰을 만듭니다.실런트: 튜브리스 타이어에는 타이어 캐비티 내부에 액체 실런트가 포함되어 있는 경우가 많습니다. 이 실런트는 작은 펑크가 발생할 때 밀봉하고, 공기 손실을 방지하고, 타이어 압력을 유지하는 등 다양한 용도로 사용됩니다.튜브리스 림과의 호환성: 튜브리스 타이어는 특정 튜브리스 호환 림과 함께 사용하도록 설계되었습니다. 이러한 림은 일반적으로 기존 림과 약간 다른 프로필을 가지며, 내부 표면이 더 부드러워 타이어 비드와 림 사이의 밀봉이 더 잘 이루어집니다.엄격한 공차: 튜브리스 타이어와 림은 적절한 적합성과 밀봉을 보장하기 위해 엄격한 공차로 제조됩니다. 타이어나 림에 결함이나 불일치가 있으면 튜브리스 시스템의 효율성이 저하될 수 있습니다.첨단 소재: 튜브리스 타이어는 내구성, 펑크 저항성 및 전반적인 성능을 향상시키기 위해 고강도 화합물 및 보강재를 포함한 고급 소재를 구성에 활용하는 경우가 많습니다.낮은 타이어 공기압: 튜브리스 타이어는 펑크가 날 위험 없이 기존 타이어에 비해 낮은 공기압에서 작동할 수 있습니다. 이러한 낮은 압력은 특히 오프로드나 거친 지형 조건에서 견인력, 편안함 및 성능을 향상시킵니다.자체 밀봉 특성: 튜브리스 타이어 내부의 밀봉제는 펑크가 발생할 때 자동으로 밀봉하는 기능이 있습니다. 타이어에 이물질이 침투하면 실런트가 펑크 구멍으로 유입되어 임시 밀봉을 형성하여 공기 손실을 방지하고 운전자가 즉각적인 개입 없이 계속 주행할 수 있도록 해줍니다.이러한 원리를 통합함으로써 튜브리스 타이어는 펑크 저항성 향상, 견인력 향상, 유지 관리 요구 사항 감소 등 기존 공압 타이어에 비해 여러 가지 이점을 제공합니다.