지구과학·천문우주
Q. 야구공의 실밥에 과학의 원리가 있나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다. 야구공 실밥이 실제 경기에서 하는 역할은 상당합니다.첫째, 야구공의 속력을 높여주는 역할을 하죠.언뜻 보면, 야구공에 도드라진 실밥이 공기저항을 일으켜 속도를 낮출 것이라고 생각할 수 있는데, 실밥이 없다면 정면의 공기저항이 줄어드는 대신, 측면과 후면의 저항이 커져 오히려 구속에서 손해를 본다고 합니다.둘째, 변화구를 던질 수 있게 해주죠.타자를 압도하는 직구도 멋지지만, 뱀처럼 휘어지는 커브나 슬라이더 등의 변화구를 가능하게 해줍니다. 투수가 실밥을 잡고 공의 한쪽 방향으로 회전을 주면, 다른 한쪽은 공기의 저항을 받아 압력이 높아지고 반대쪽은 상대적으로 압력이 낮아지게 됩니다. 이때 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 공이 휘어지게 되는데요. 이를 마그누스 효과(Magnus Effect)라고 합니다.실밥도 그냥하는 것이 아니었습니다.
Q. 풍력발전은.어떤 원리로 전기를 생산할 수 있는 것인지 궁금합니다
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.풍력발전기는 타워와 날개 그리고 회전축, 주축, 발전기, 증속기, 전력변환장치로이루어져 있습니다. 바람이 날개의 표면을 지나가는 순간에 양력이라는것이 생기게 됩니다. 여기서 양력이란 기체나 액체 속에서 운동을 하는 물체에그 운동방향과 수직으로 작용하는 힘이라고 할 수 있습니다.이것으로 인해서 발전기가 돌아가게 되고, 여기서 만들어진 회전운동에너지가 발전기를지나가게 되면서 전기에너지로 바뀌게 되는 것입니다. 그리고 그 에너지가변전소로 들어가고 우리들이 활용할 수 있는 에너지가 됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 오로라는 어떤 원리로 생기나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.태양폭풍이 일어나면 태양은 시속 160만km의 속도로 100만K에 달하는 고온의 입자들을 방출한다. 지구의 자기장은 이 광폭한 태양풍을 맞아 태양과 면한 쪽은 압축되고, 반대쪽으로는 긴 꼬리를 만들어낸다. 태양이 방출한 입자 대부분은 지구 방어막을 뚫지 못하고 우주 저편으로 넘어가지만, 일부는 지구 자기장의 꼬리 부분에 저장돼 있다가 자기 폭풍(substorm)을 일으키며 지구로 되돌아온다. 이때 지구 대기와 충돌하며 일어나는 현상이 바로 오로라다.태양에서 날아온 입자는 지구 대기의 산소나 질소와 충돌한다. 이때 충돌하는 기체에 따라 오로라의 색이 다채롭게 펼쳐진다. 산소와 질소는 충돌로 얻은 에너지를 천천히 전자기파 형태로 방출한다. 산소는 0.74초라는 짧은 시간 동안 녹색의 빛을 방출하는데, 대략 상공 90~150km에서 벌어진다. 들뜬 상태의 산소가 바닥으로 떨어질 때가 돼야 붉은빛이 나오는데, 이는 더 오랜 시간인 110초의 시간이 걸리고 150~300km의 높은 고도에서 발생한다. 오로라 하단에서 때로 보이는 검붉은 빛은 질소가 만드는 색이다.
지구과학·천문우주
Q. 왜 목성은 가스 행성인건가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.목성대기는 약 88~92%의 수소와 8~12%로의 헬륨으로 이루어져 있습니다. 그외에는 미량의 메테인, 수증기, 암로니아, 규소 산화물을 포함하며 또한 미량의 탄소, 에테인, 황화수소, 네온, 산소, 포스핀, 황 등으로 이루어져 있습니다.목성의 내부는 지량의 71%가 수소, 24%가 헬륨,5%가 다른 원소로 이루어져 있습니다. 대기의 최외각층은 얼음 암모니아 결정을 포합합니다.