안녕하세요. 이원영 전문가입니다.
생물·생명
Q. 벌레를 잡아먹는 식물은 어떤 과학적 원리로 식물이 곤충을 잡아 먹을 수 있는 것인지 궁금합니다.
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.잡아먹는 방식은 다음과 같습니다.닫아서 잡는 방식 : 조개처럼 포충엽을 양쪽으로 벌리고 있다가 벌레가 들어와 감각기관을 건드리면 잽싸게 잎을 닫아 잡아먹는 방식을 사용하는 식물입니다통발식 : 잎이 주머니 모양으로 이루어진 포충낭을 이용하여 벌레가 다가오면 스포이드처럼 구멍속으로 빠르게 흡입하여 먹습니다함정식 : 통발식 식충식물의 거대화 버전이라고 볼 수 있는 구조로 긴 호리병 모양을 하고 있습니다호리병 속에는 거꾸로 난 털이 있어 벌레들이 안으로 빠지면 기어 나올 수 없게 하고혹여나 주둥이까지 나오거나 걸친 상태가 되더라도 주둥이 부분이 매끄러워서 안으로 빠져나가는 구조입니다끈끈이식 : 벌레가 날아오면 끈끈한 잎으로 몸을 감싸서 잡아먹는 방식을 이용합니다'식충식물' 이 벌레를 인지할 수 있는 이유대부분의 식충식물들은 사람의 촉감과 같은 역할을 하는 감각모를 가지고 있습니다이 감각모에 외부 자극이 가해지게 되면 대상을 감싸 잡는겁니다 감각모가 대상들의 몸속 이온 전위차를 분별할 수 있어서 곤충인지 아닌지 확인하고 잡습니다.
생물·생명
Q. 곤충들의 수명은 거의 비슷한지 궁금해요.
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.매미는 종류에따라 매미가 되기까지 6년에서 12년이 걸리는데매미가 되고나서 한달밖에 못산다 하더라구요하루살이는 종류에 따라 다르지만 1~3년까지 물속에서 서식하다가 성충이 되어 하루에서 2주까지 살다가 죽습니다.
지구과학·천문우주
Q. 왜 지구 내부는 뜨거울까요??
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.지구의 외핵과 내핵에는 무거운 원소들이 다량 모여 있습니다. 그들 주에 K50, U235, Th232와 같은 반감기가 긴 방사성 물질은 지구 탄생 이후 지금까지 계속 핵분열을 계속하고 있습니다. 지구 내부의 고열은 바로 이들의 핵분열에 의해 발생한다고 믿고 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 물은 왜 표면장력을 가지게 되나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.물은 분자들 사이의 높은 응집력 때문에 상대적으로 큰 표면 장력을 가지고 있는데, 이는 주로 물 분자들 사이의 수소 결합 때문입니다. 수소 결합은 물 분자들 사이에 강한 인력을 만들어내며, 이것으로 인해 분자간 힘이 약한 다른 액체들에 비해 물에 높은 표면장력을 형성할 수 있게 됩니다. 물의 표면장력에 의해 발생하는 가장 주목할 만한 현상 중 하나는 모세관 현상입니다. 이것은 액체가 좁은 관 위로 흐르거나 중력에 대항하여 표면으로 올라갈 수 있는 능력입니다. 모세관 작용은 액체와 튜브 또는 표면 사이의 접착력이 액체 분자 사이의 응집력보다 강하기 때문에 발생합니다. 결과적으로, 액체는 접착력에 의해 표면을 타고 올라가 튜브 또는 표면의 가장자리에 있는 액체의 곡면인 메니스커스를 형성합니다.
전기·전자
Q. 휴대폰 고속 충전을 하면 왜 뜨거워지나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.충전시 발열량 계산 공식발열량 = 전압 * 전류 * 시간때문에, 충전기가 어느정도로 뜨거워지는지에 따른 전류량을 대략적으로 파악을 할 수 있습니다.도체는 전류를 잘 흘리는데 이러한 도체에도 전류의 흐름을방해하는 물질이 있으며 이로인해 전류가 흐르는 과정에서 '저항'으로 인해 열이 발생하고에너지가 소비되는 결과값이라고 보시면 좋을것 같습니다.때문에 필요 이상의 전류양보다 수치가 높아질수록 더 많은 전류가 흐르고 있기 때문에 저항에서 발생하는 열이 해산되지 않고 지속 쌓여 열이 발생하는것이라고 볼 수 있습니다
지구과학·천문우주
Q. 밤하늘에 별은 어떻게 만들어지고 없어지나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.기존 별들이 수명을 다해 사라질 때 생기는 잔해(먼지나 가스)들이 주위의 물질들과 다시 뭉쳐서 새로운 별이 만들어진다. 이때를 원시별이라고 한다. 이 원시별이 수축을 시작하면 핵 부분의 밀도가 증가한다. 그리고 원시별이 붕괴되기 시작하면 수많은 가스 덩어리로 분리되고 각각의 덩어리는 점차 수축된다. 그 후 공기 펌프의 압축 공기와 마찬가지로 덩어리 속의 가스 온도가 점차 올라가고 마침내는 빛을 뿜기 시작한다. 핵의 밀도가 한계에 다다르면 수소와 헬륨의 핵융합 반응이 시작된다. 이 핵융합이 시작될 때 비로소 항성, 즉 스스로 빛을 내며 타오르는 별이 된다. 원시별을 거쳐 에너지는 점차 넘쳐흘러나고, 별은 점차적으로 주계열성(主系列星)의 일원으로 자리 잡게 된다. 이 상태가 되기까지 사실상 수백만 년 이상의 긴 시간이 흐른다. 별의 수명은 너무나 길기 때문에 천문학자들은 태어난 지 수백만 년이 된 별도 갓 태어난 어린 별로 여긴다.별은 죽을 때 큰 빛을 내며 죽는다. 엄청난 빛을 내는 초신성의 폭발은 방대한 양의 물질을 우주 공간으로 방출하게 되는데, 이러한 물질은 다시 별의 모태가 되는 성간 물질이 된다. 폭발 때 함께 방출되었던 가스가 사라진 뒤에 남는 것을 ‘중성자 별’이라고 부른다. 이 별은 굉장히 무겁지만 아주 작은 별이다. 큰 질량을 가졌던 별도 폭발한 후 한없이 수축하는데 이때 블랙홀이 되기도 한다. 정리하자면 초신성의 폭발로 별의 모태가 만들어지고, 성년기인 주계열성2)으로 자라나서 빛나다가 적색 거성을 거쳐 노년기인 백색 왜성, 중성자 별, 또는 블랙홀의 과정을 거쳐 별은 생을 마감하게 된다.
물리
Q. 지렛대가 적은 힘으로 무거운 물건을 들어올릴수 있는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.지레의 원리는 아르키메데스가 발견했다. 지레의 막대를 받치거나 고정된 점을 받침점, 외부힘이 가해지는 점을 힘점, 지레가 물체에 힘을 작용하는 점을 작용점이라 할 때, 힘점과 작용점 각 점에 작용한 힘과 각 점과 받침점 사이의 거리의 곱은 서로 같다는 원리이다. 즉, 작용점과 받침점 사이의 거리를 a, 힘점과 받침점 사이의 거리를 b라고 하고, 물체의 무게를 W, 힘점에 가해준 힘을 F라고 하면, a×W = b×F가 성립한다.받침점으로부터의 거리와 그 점에 수직으로 작용하는 힘의 크기를 곱한 것을 모멘트라고 하는데, 힘점에 걸린 모멘트와 작용점에 걸린 모멘트가 서로 같을 때 평형을 이룬다. 그러므로 작용점과 받침점 사이의 거리를 짧게 하면 힘점에 가한 힘보다 더 큰 힘을 작용점에 가할 수 있다. 반대로 작용점과 받침점 사이의 거리를 더 길게 하면 작은 힘이 필요한 일을 할 수 있다.
생물·생명
Q. 사과를 깍아놓으면 색이 변하는 이유는 왜 그런건가요,
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.갈변현상이란 간단히 말씀 드리면 질문하신 것처럼 색깔이 변하는 현상으로서 우리가 가장 주변에서 볼 수 있는 것이 사과나 배를 깍아 놓은 다음 공기 중에 놓아두었을 때 갈색으로 변하는 것이 그 예이다.즉 사과의 색깔이 변하는 것은 과일 속에 포함되어 있는 페놀계의 화합물(냄새나 맛이나 색깔을 내는 요소)이 산화 효소와 공기의 영향으로 갈색의 물질로 변하는 것이다.
생물·생명
Q. 연꽃처럼 방수기능을 하는 식물이 또 있는지 궁금해요
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.육안으로 보면 연꽃잎은 다른 잎들보다 훨씬 매끄럽게 보인다. 단순히 표면이 매끈매끈하기 때문만은 아니다. 현미경으로 나노 크기를 볼 수 있을 만큼 확대해서 들여다보면 육안으로 보이는 것과는 확연하게 다르기 때문이다. 사실 연꽃잎 표면은 3~10㎛ 크기의 수많은 혹(bump, 융기)들로 덮여 있고, 이 혹들은 나노크기의 발수성(water-repellent) 코팅제로 코팅되어 있다. 토란, 수련 등이 있네요
지구과학·천문우주
Q. 인간의 과학기술로 지구 외핵,내핵 근처까지 뚫고 내려갈 수 있나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.현재의 기술로는 맨틀에도 가기에 버거운 상태입니다. 맨틀까지 도달하려는 인류의 노력은 이미 반세기 전에 시작됐다. 1957년에는 지각과 맨틀의 경계인 모호로비치치불연속면을 탐사하는 모홀계획이 있었고, 이후 심해저굴착계획, 심해저시추계획을 거쳐 2004년에 국제공동해양시추사업(IODP)이 만들어졌다. 해양에서 시추하는 이유는 해양지각(6km)이 대륙지각(평균 35km)보다 훨씬 얇기 때문이다.지큐호는 현재 IODP 소속으로 일본이 1000억원을 투자해 개발한 해양시추선이다. 여기서 ‘지큐’란 지구(地球)의 일본 발음이다. 길이 210m, 높이 130m, 총 배수량은 5만8000톤에 이른다. 쉽게 말해 축구장의 2배 길이의 30층 건물이 바다에 떠 있다고 생각하면 된다. 해저 바닥에서 2~3km 깊이까지 시추할 수 있는 기존 시추선과 달리 지큐호는 7~10km 깊이까지 시추할 수 있다. 얇은 해양 지각의 두께가 6km 정도인 사실을 감안하면 지큐호는 세계 최초로 지각 아래에 있는 맨틀에 도달할 수 있는 셈이다.