안녕하세요. 이원영 전문가입니다.
전기·전자
Q. 상대성원리가 무엇인지 혹시 쉽게 설명이 가능할까요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.친구가 달리기를 하고 있어 너는 그냥 서있고 그럼 친구는 너가 보기에 점점 멀어져 보이지 속도가 느껴지는 거야.그런데 말이야 친구가 달리고 너도 같이 달려가고 있어 그럼 너가 보기에 친구는 너랑 계속 가까이 있지너가 보기에 항상 같이 있는 거야. 즉 속도가 없는 것처럼 보이는거야.이게 상대성 원리입니다. 이렇게 설명하면 어떨까요?
지구과학·천문우주
Q. 지구랑 달이 진짜로 점점 멀어지나요
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.현재 1년당 3.8cm정도 멀어집니다. 10억 년 후에는 달까지 거리의 10분의 1인 3만 8000km가 되고, 100억 년 후에는 38만km가 됩니다. 달이 지구에서 2배나 멀어지게 되는 셈이죠.조석력에 의한 마찰로 지구자전 에너지가 감소하는 효과가 나타납니다. 즉 바닷물과 바다 바닥과의 마찰에 의하여 자전에너지가 감소하게 되는 것입니다.따라서 지구 자전 각운동량도 시간에 따라 감소하게 됩니다. 지구-달 계에서 달의 자전각운동량은 무시할 수 있을 정도로 작고, 계 전체 각운동량이 보존되어야 하므로 달의 공전각운동량이 증가해야 합니다. 따라서 거리가 증가해야 됩니다.(자세하게 계산하면 공전 각속도는 일정하게 되어 결국 거리가 늘어나게 됩니다.)그래서 하루의 길이는 100년에 약1/1000초 증가하게되고, 달의 거리는 1년에 약 12cm늘어나게 됩니다.
전기·전자
Q. 물의 온도에 따라 색깔이 바뀌는 컵은 어떤 원리인가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.그것은 시온안료를 사용한 것입니다. 시온안료는 온도에 따라서 색상이 변하는 안료인데 페인트에 이 안료를 사용하여 그릇 등에 칠하면음식물의 온도에 따라서 그릇이 온도를 받고 또 시온안료가 열을 받거나 빼앗겨 색상이 변하는 것입니다.
생물·생명
Q. 동물,곤충들도 의사소통을 하는데 식물들도 의사 소통을 하나요 ??
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.식물도 위급 상황에서는 서로 의사소통을 한다고 합니다. 미국 위스콘신-매디슨 대학의 식물학자 사이먼 길로이(Simon Gilroy)와 토요타 마사츠구(Masatsugu Toyota) 박사가 이끄는 연구팀은 지난달 14일 과학저널 '사이언스'에 게재한 논문에서 위기에처한 식물이 서로 신호를 주고 받는다는 사실을 밝혀냈습니다.애기장대의 잎을 가위로 자르거나 애벌레가 갉아 먹게 한 후 칼슘이온의 움직임을 측정했습니다. 결과는 놀라웠습니다 애기장대의 잎이 먹히거나 잘려나간 후 몇 초 지나지 않아 센서에 빛이 들어와 곧 주변으로 옮겨지고 다른 잎들로 퍼져나가는것이 확인된 것입니다. 특정 부분의 칼슘이온이 극히 짧은 시간에 먼거리를 이동한 것입니다.연구팀은 또 칼슘이온을 활성화시킨 물질은 글루타민산염이라는 사실도 밝혀냈습니다. 글루타민산염은 아미노산의 일종으로애벌레가 잎을 갉아 먹는 등 적의 공격 이후 세포 외부에 분비되는 물질입니다.세포 외부에 있던 글루타민산염은 세포막에 있는 글루타민산염 유사 수용체(GLR, glutamate-like receptor)와 결합, 그로 인해 칼슘이온 통로가 열리면서 칼슘이온이 세포 내로 쏟아지는 것입니다. 연구팀이 글루타민산염 유사 수용체를 발현시키는 유전자를 없앤 애기장대에서는 칼슘 신호가 매우 약하게 나타나 칼슘이온을 활성화시킨 물질이 글루타민산염이라는 사실을 확인한 것입니다.
전기·전자
Q. 도르래는 어떤원리로 무거운 물건을 들 수 있나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.도르래에는 위치가 고정되어 있는 고정 도르래와 물체와 함께 움직이는 움직 도르래가 있다. 고정 도르래를 사용할 경우에는 물체를 직접 들어 올리는 것과 비교했을 때 힘의 이득은 없지만, 줄을 아래로 당기면 물체가 위로 올라가서 편리하다는 이점이 있다.움직 도르래를 사용하는 이유는 지레와 마찬가지로 힘이 덜 들기 때문이다. 움직 도르래를 사용하면 힘의 크기가 줄어든다. 만일, 힘의 방향도 바꾸면서 물체를 들어 올리는 힘의 크기도 줄이고 싶다면, 고정 도르래와 움직 도르래가 같이 있는 복합 도르래를 사용하면 된다.
지구과학·천문우주
Q. 태양열은 어떻게 지구에 도달하는지요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.태양열은 지구에 복사(방사)에 의해서만 전달이 됩니다. 우주공간에는 열을 전달할 수 있는 물질이 없기에 대류가 일어나지 않고 전도도 일어나지 않습니다. 오직 빛에 의해서만 전달이 되죠.
전기·전자
Q. 사람들이 예전에는 귓구멍에 이어폰을 넣었는데, 요즘에는 골전도 이어폰을 착용 많이 하네요. 어떤 원리로 소리가 들리나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.일반 유선,무선 이어폰의 원리는 고막의 진동을 통해 소리를 감지하는 달팽이관에 전달되어 소리를 듣게 됩니다.골전도 이어폰 원리는 고막의 진동 과정을 거치지 않고 뼈와 피부를 통해 바로 달팽이관으로 전달되어 소리를 듣게 되는것입니다.
생물·생명
Q. 바이러스들이 변이를 일으킨다고 하는데 그 변이라는것은 생물학적으로 어떠한 과정을 통해 일어나는것인가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.바이러스는 변히를 잘하는 특성을 지니고 있습니다. 아버지와 자식간에 유전자가 다르듯이 바이러스도 세대를 거치며 복제를 하는 과정에서 유전자가변하게 됩니다. 체내에서 복제하는 과정에서 오류가 발행하는 데, 인간세포와 다르게 이러한 오류를 복구수선하는 작용이 없기 때문에 돌연변이가 매우 쉽게 발생합니다.
화학공학
Q. 지우개는 어떤 성분으로 만들어지나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.지우개의 주성분은 고무나 플라스틱이 사용됩니다. 그 원리는 종이 위에 뭍혀져 있는 흑연을 종이보다 더 강하게 접착력이 강한 것(지우개)이 자기로 전이 시켜 때어내는 것입니다.
전기·전자
Q. 차동변압기의 원리및 사용처에 대한 문의 입니다.
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.변위(變位)센서의 하나. 1차 쪽에 1개, 2차 쪽에 2개의 코일이 있는 변압기로서, 상호 인덕턴스의 원리를 응용한 센서. 리니어 포머라고도 말해진다. 센서는 매우 정밀도가 높아서 1㎛까지 측정할 수 있다. 환경 조건이 피측정물의 재질 등에 지배되지 않는 등의 이점도 있지만, 접촉식 센서이기 때문에 접촉해서는 안 되는 피측정물에는 이용할 수 없다. 코일을 사용했기 때문에 온도의 영향을 받기 쉬운 결점도 있다. 두께의 측정, 압력ㆍ차압의 측정, 장력, 신장의 측정, 가중(加重)측정 등 넓은 응용분야에서 사용된다.