안녕하세요. 이종민 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 고속도로를 달리다 보면 노면에서 노래소리가 들리는 것을 볼 수 있습니다.
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.고속도로 노면에서 노래 소리가 나는 원리는 다음과 같습니다.먼저, 고속도로 노면의 표면은 거칠기 때문에 타이어가 지나갈 때 마다 작은 충격과 진동이 발생합니다. 이 충격과 진동은 고속도로 노면을 통해 지면으로 전달됩니다. 이 때, 지면은 고속도로와 마찰력을 가지고 있기 때문에 전달된 충격과 진동은 지면을 따라 전파되면서 소리로 발생하게 됩니다.또한, 타이어와 노면 사이의 마찰력으로 인해 공기가 압축되고, 타이어와 노면 사이를 떠날 때 압축된 공기가 폭발하는 현상이 발생합니다. 이러한 현상도 소리로 발생하게 됩니다.이러한 원리로 인해 고속도로 노면에서 노래 소리가 발생하게 됩니다. 노래 소리의 크기와 노래가 어디서부터 나는 지는 노면의 상태와 타이어의 종류 등에 따라 달라질 수 있습니다.
전기·전자
Q. 만화에서 나왔던 로봇들의 합체시간?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.만화에서 보여지는 로봇의 합체는 보통 픽션(Fiction)이며, 과학적으로 가능한 합체는 다양한 제약과 한계가 존재합니다. 따라서, 실제 로봇 합체시간은 만화에서 보여지는 것보다 훨씬 더 길어질 수 있습니다.실제 로봇 합체는 로봇 간의 연결 및 통신, 전력 및 제어 시스템 등 여러 가지 기술적 문제를 해결해야 하기 때문에 복잡하고 시간이 많이 소요됩니다. 또한, 합체하는 로봇의 크기 및 형태에 따라 합체 시간은 다양하게 변할 수 있습니다.예를 들어, 실제로 개발된 합체 로봇 중 하나인 "Voltron"은 1984년 방영된 애니메이션에 등장한 로봇으로, 5개의 로봇이 합체하여 하나의 거대한 로봇이 되는 형태를 가지고 있습니다. 이 로봇의 합체 시간은 약 2분에서 3분 정도 소요된 것으로 알려져 있습니다.하지만, 현재의 로봇 기술로는 매우 복잡한 합체도 가능하지만, 이러한 합체 시스템의 개발에는 많은 시간과 비용이 필요합니다. 따라서, 로봇 합체 시간은 로봇의 크기, 형태, 기능 등 다양한 요소에 따라 다르게 결정될 수 있으며, 이는 그저 추측할 수밖에 없습니다.
화학
Q. SMPS 출력을 가변저항을 변경해서 전압을 조정하는 원리는 어떻게 되는건가요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.SMPS에서 가변저항을 이용하여 출력 전압을 조절하는 원리는 일반적으로 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 사용합니다.PWM 제어는 전압이나 전류를 제어할 때 많이 사용되며, 입력 전압을 일정한 주파수의 사각파 신호로 변환한 후, 이를 펄스 폭을 변경해가며 출력 전압을 조절하는 방식입니다.가변저항을 회전시키면, 이는 일종의 변수 저항기로 작동하여 신호를 SMPS 회로로 전달합니다. SMPS 회로는 이 신호를 입력으로 받아 PWM 신호를 생성하고, 이를 이용하여 출력 전압을 조절합니다.PWM 신호는 일정한 주기를 가지며, 이 주기 중에서 신호가 High(1)인 비율이 펄스 폭이 됩니다. 따라서, 가변저항을 조절함으로써 PWM 신호의 High 비율을 변경하면 출력 전압도 비례적으로 조절되게 됩니다.가변저항을 이용하여 출력 전압을 조절하는 방식은 SMPS에서 일반적으로 사용되는 방식 중 하나이며, 이외에도 다양한 제어 방식이 존재합니다.
지구과학·천문우주
Q. 등대 불빛의 원리를 알고 싶어요.
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.등대불빛이 상당히 멀리까지 비추는 원리는 광선의 직진성과 굴절의 원리에 기반합니다.먼저, 광선의 직진성은 빛이 직선으로 진행하는 성질입니다. 따라서, 빛이 어떤 장애물이나 물체를 만나면 그대로 직진하지만, 다양한 물체들에 의해 조금씩 굴절됩니다.또한, 굴절의 원리에 따라 물체를 통과하는 빛은 물체의 밀도가 다른 매질에 들어가면 굴절됩니다. 바다와 공기의 밀도가 다르기 때문에, 등대에서 발하는 빛은 바다와 공기의 경계면에서 굴절되어 바다 위로 향하게 됩니다.그러나, 바다 위로 향하는 빛 중 일부는 바다의 표면에서 반사됩니다. 이 반사된 빛은 다시 공기로 굴절되어 바다 위로 향하게 됩니다. 이러한 반사와 굴절의 과정이 반복되면서 등대불빛은 상당히 멀리까지 비추게 됩니다.
화학
Q. 익사체는 왜 가라 앉았다가 떴다가를 반복할까요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.익사는 물에 머무는 동안 호흡이 불가능해지는 것으로, 몸 안의 산소 공급이 중단되고 이산화탄소가 쌓여서 발생합니다. 그리고 익사한 사람의 체중은 물에 젖어서 더 무거워지게 됩니다. 이러한 상황에서 익사체는 일시적으로 수면으로 떠오를 수 있지만, 대부분은 물 속으로 가라앉습니다.가라앉음의 원인 중 하나는 바로 익사체의 몸이 무거워져서 체중이 갑자기 증가하기 때문입니다. 또한, 가라앉는 속도는 익사체의 상태와 몸무게, 물의 유동성 등에 따라 다르며, 무거워진 몸무게에 비해 부력이 부족할 경우 가라앉을 수 있습니다.
토목공학
Q. 한강물을 예로 들어 질문 드릴게요
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.한강의 표층수가 거의 흐름의 표시가 나타나지 않는 것은 일반적인 상황입니다. 이는 한강이 평지 지형을 흐르기 때문입니다. 그러나 중층수와 심층수는 흐르고 있습니다.한강의 중층수는 보통 표층수보다 빠르게 흐르며, 심층수는 매우 느리게 흐릅니다. 이러한 이유로 심층수에 익사체가 인양되는 것은 일반적입니다.
생물·생명
Q. 나뭇가지를 보고도 나이를 알수있나요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.나이를 정확히 알 수는 없지만, 나뭇가지의 생김새와 성장 과정에서 생긴 특징들을 통해 대략적으로 추정할 수는 있습니다.나무의 성장과정에서 매년 새로운 가지가 자라나고, 이 가지들은 굵어지면서 자그마한 노란색 혹은 갈색 라인들이 생기게 됩니다. 이것을 연도링(year ring)이라고 하는데, 이것은 그해 나무가 자란 환경적인 조건과 생장량 등을 표시해줍니다.따라서 나뭇가지에 연도링이 명확하게 표시되어 있고, 그 나뭇가지가 자란 환경이나 생장량 등이 기록되어 있는 경우, 그 가지가 자라난 연도를 알아낼 수 있습니다. 하지만 이것이 정확한 나이를 알아내는 것은 아니며, 그해 나무가 자란 환경적인 조건이 가지에 영향을 끼치는 등의 다양한 변수들이 존재하기 때문에 추정에 대한 오차가 발생할 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 바람은 어떤 원리로 만들어지는지 궁금합니다.
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.바람은 대기의 열역학적 움직임에서 비롯된 현상입니다. 대기는 지구 주변에 존재하는 공기의 질량으로 구성되어 있으며, 이 공기는 지구의 자전과 태양 에너지의 영향으로 열이나 습기의 차이로 인해 상승하거나 하강합니다.공기의 상승과 하강은 고기압과 저기압을 형성합니다. 고기압은 공기가 밀도가 높아 지상으로 내려오는 영역이며, 저기압은 공기가 상승하여 밀도가 낮아지는 영역입니다. 이렇게 형성된 고기압과 저기압 사이에서 공기는 높은 압력에서 낮은 압력으로 이동하게 되며, 이때 바람이 생기게 됩니다.
화학
Q. 방사능의 개념과 생성 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.방사능은 원자핵에서 방출되는 입자나 전자기파의 형태로 방출되는 전자기파를 의미합니다. 방사능은 원자핵의 불안정성으로 인해 발생하는 현상으로, 이를 방사능 복사라고도 합니다. 방사능은 세 가지 유형의 복사로 나뉩니다.알파 복사: 양성자 2개와 중성자 2개로 이루어진 알파 입자가 방출되는 것을 말합니다. 알파 입자는 크기가 크고 전하가 양성인 입자로, 높은 에너지를 가지고 있으나, 짧은 거리를 이동할 수밖에 없습니다. 그러므로 알파 복사는 일반적으로 먼 거리에서는 감소합니다.베타 복사: 전자 또는 양전자가 방출되는 것을 말합니다. 베타 입자는 알파 입자보다 작고, 전하가 음성 또는 양성인 입자로, 중간 정도의 에너지를 가지고 있습니다. 베타 복사는 알파 복사보다 더 멀리 이동할 수 있습니다.감마 복사: 전자기파로서, 에너지가 높고 파장이 짧습니다. 감마 복사는 알파와 베타 복사에 비해 훨씬 먼 거리까지 이동할 수 있습니다.
화학
Q. 김을 냉장고에 넣어두면 눅눅해지지 않는이유가 뭔가요??
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.김이 냉장고에 넣어도 눅눅해지지 않는 이유는 냉장고 내부의 상대적으로 낮은 습도 때문입니다. 냉장고는 일반적으로 실내의 습도를 제거하는데 효과적인 방법 중 하나인 냉각과 건조화를 사용합니다.냉장고 내부는 일반적으로 습기가 적고 건조합니다. 이는 냉장고 내부의 공기가 냉각되면서 습기가 결로로 변하고 제거되기 때문입니다. 이렇게 건조한 환경에서 김은 눅눅해지지 않으며 신선함을 오래 유지할 수 있습니다.