안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
전기·전자
Q. 전기뱀장어의 전기 강도는 얼마나 되나요
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.전기뱀장어는 몸 자체적으로 약 650~850V의 전기를 발생할 수 있습니다. 이 전기는 뱀장어의 몸에서 만들어지는데요. 보통 가정집에서 사용하는 전력의 크기가 220V인 것을 생각하면, 먹잇감을 사냥하기에 충분한 크기의 전기인 것 같죠? 이렇게 강한 전기를 이용해 동물을 감전시켜 먹이를 사냥하는데, 물속에 사는 동물들 외에 육지의 아주 큰 동물들이나 사람들에게도 위협을 줄 수 있는 엄청난 크기의 전기입니다. 전기뱀장어의 몸에서 발전 역할을 해주는 기관은 바로 몸의 꼬리에 있습니다. 꼬리 근육 아래에 세 쌍의 발전기관이 존재하는데요. 여기서 두 쌍은 수백 볼트의 강한 전기를 만들어 내고, 나머지는 약한 전기를 만들어낸다고 해요. 몸 대부분을 차지하고 있는 꼬리에 이러한 발전기관이 있으므로 큰 전기를 만들어 방출할 수 있는 것입니다. 각 발전 기관에는 몇천 개 이상의 전기를 생산하는 뉴런이 일정한 간격을 두고 직렬로 배열되어있는데요. 더욱 큰 전기를 만들어 내기 위해 전지를 직렬연결하듯이, 직렬로 배열된 뉴런들 또한 다른 생명체보다 큰 전기를 만들어 내는 이유가 되겠죠? 전기뱀장어를 구성하는 뉴런의 80%가 전기 뉴런이라고 하니, 다른 동물을 감전사시킬 정도의 전기를 만들어 낼 수 있었던 이유를 알 것 같습니다. 전기뱀장어는 현존하는 어류 중에서 가장 높은 전기를 발생시킨다고 알려져 있습니다.
물리
Q. 근육이 생성되는 과학적인 원리는?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.근육이 생성되는 과학적인 원리는 근육 섬유의 성장과 재생 메커니즘에 관한 것입니다. 다음은 근육 생성과 관련된 주요 원리입니다.근육 섬유의 성장: 근육 섬유는 근육의 기본 단위입니다. 근육 섬유는 근육 세포로 구성되어 있으며, 이들은 단백질 섬유로 구성됩니다. 근육 섬유는 근육 성장 인자와 운동에 의해 자극을 받습니다. 근육 섬유는 세포 내 단백질 합성을 촉진하여 크기가 증가합니다.근육 섬유의 재생: 근육 손상이 발생하면 위상 차이 세포 또는 위상 차이 세포 전구가 활성화됩니다. 이들은 손상된 근육 섬유를 재생하고 성장시키는 역할을 합니다. 근육 섬유의 재생은 염색체 변화, 세포 분열, 단백질 합성 등의 과정을 포함합니다.근육 섬유의 유지 및 조절: 근육 섬유는 근육 세포 내 미토콘드리아, 세포 내 단백질, 신경-근육 연결 등의 요소에 의해 유지 및 조절됩니다. 근육 섬유는 근육 세포 내 신호 전달을 통해 활성화되고 조절됩니다.따라서 근육 생성은 복잡한 과정으로, 세포 내 단백질 합성, 세포 분열, 세포 내 신호 전달 등 다양한 원리에 의해 이루어집니다.
토목공학
Q. 피곤한 상황에서 잠이 잘 안오는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.피곤한 상황에서 잠이 잘 안오는 이유는 여러 가지가 있습니다. 다음은 그 이유들입니다.순환 리듬 (Circadian Rhythm): 우리 몸은 24시간 주기의 순환 리듬을 가지고 있습니다. 이 순환 리듬은 빛, 어둠, 생체 시계를 통해 조절됩니다. 피곤한 상태에서도 잠이 오지 않는 경우, 순환 리듬이 깨진 것일 수 있습니다.불안과 스트레스: 불안과 스트레스는 잠을 방해할 수 있습니다. 마음이 끊이지 않고 불안하거나 스트레스를 받는 경우, 잠이 오지 않을 수 있습니다.일상 습관: 낮에 낮잠을 자는 경우, 밤에 잠이 오지 않을 수 있습니다. 불규칙한 수면 습관도 잠을 방해할 수 있습니다.식사와 음료: 과도한 카페인 섭취, 알코올, 중식, 늦은 식사는 잠을 방해할 수 있습니다.따라서 피곤한 상태에서도 잠이 오지 않는 경우, 위와 같은 요인들을 고려하여 적절한 대응을 취해야 합니다.
생물·생명
Q. 리조푸스 곰팡이를 식빵에서 뽑아내서 상추or미나리or시금치에 주입하면 식물이 썩을까요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.리조푸스 곰팡이를 식빵에서 뽑아내서 상추, 미나리 또는 시금치에 주입하면 식물이 썩을 가능성이 높습니다. 이러한 행위는 의도적으로 곰팡이를 식물에 주입하는 것이며, 식물의 건강을 해칠 수 있습니다. 곰팡이는 분해 작용을 하기 때문에 식물의 조직을 부식하고 썩게 만들 수 있습니다. 따라서 음식물이나 식물에 곰팡이를 추가하는 것은 권장되지 않습니다.
지구과학·천문우주
Q. 벚꽃등 개화시기 얘측이 어렵나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.벚꽃의 개화 시기를 과학적으로 예측하는 방법은 여러 가지가 있습니다. 다음은 일반적으로 사용되는 예측 방법입니다.기상 관측 데이터 활용: 기상청과 같은 기상 관측 기관은 지난 해의 기상 데이터와 현재 해의 기상 상황을 분석하여 벚꽃 개화 예측을 수행합니다. 일별 기온, 강수량, 일조시간 등의 기상 데이터를 수집하여 분석하면, 벚꽃 개화와 관련된 패턴을 찾아낼 수 있습니다.예측 모델 활용: 기상 데이터와 지역 정보를 사용하여 예측 모델을 만들어 벚꽃 개화 시기를 예측하는 방법도 있습니다.시민 과학 프로젝트: 일부 지역에서는 시민 과학 프로젝트를 통해 벚꽃 개화 시기를 예측하는 방법도 있습니다.따라서 벚꽃의 개화 시기는 기상 데이터와 예측 모델, 시민 과학 프로젝트를 통해 예측됩니다. 하지만 자연의 변화에는 예측이 어려운 경우도 있으며, 때로는 예상보다 빨리 또는 늦게 개화할 수 있습니다.
기계공학
Q. 비행기가 이륙시 속도를 보면 엄청나게 빠른 속도가 아닌데 어떻게 날수있나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.비행기가 이륙할 때 엄청나게 빠른 속도를 보이지 않는 이유는 날개의 구조와 공기 압력 때문입니다. 다음은 비행기가 이륙하는 원리를 설명하는 내용입니다.날개의 구조: 비행기의 날개는 곡선 모양을 가지고 있습니다. 이 곡선 모양은 공기를 위쪽으로 향하게 하여 부력을 생성합니다.부력 (Lift): 부력은 날개의 곡선 모양과 공기의 흐름에 의해 발생합니다. 비행기가 이륙할 때, 날개의 부력은 비행기를 위로 밀어 올리는 힘을 생성합니다.추진력 (Thrust): 비행기의 엔진은 추진력을 생성하여 비행기를 앞으로 밀어줍니다. 이 추진력은 비행기를 이륙 속도로 가속시키는 역할을 합니다.기체의 속도: 비행기는 충분한 속도를 얻으면 날개의 부력과 추진력을 균형있게 조합하여 이륙할 수 있습니다. 이 속도를 이륙 속도라고 합니다.따라서 비행기는 날개의 구조와 부력, 추진력을 통해 이륙할 수 있습니다.
토목공학
Q. 배는 어떻게 철로 만드는데 바다에 뜰수있나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.배가 바다에 뜨는 이유는 부력이라는 물리적 원리 때문입니다. 다음은 배가 물 위에 떠 있는 이유를 설명하는 내용입니다.부력 (Buoyancy): 부력은 물체가 물 위에 떠 있을 때 상승하는 힘입니다. 배의 구조와 모양은 물 위에서 물을 밀어내고 부력을 생성합니다. 배의 무게와 물을 밀어내는 힘이 균형을 이루면 배는 물 위에 떠 있게 됩니다.배의 구조: 배는 공기로 채워진 부력 챔버를 가지고 있습니다. 이 부력 챔버는 배의 무게보다 가벼워서 배가 물 위에 떠 있을 수 있도록 합니다.따라서 배는 부력과 물의 상호작용으로 물 위에 떠 있게 됩니다.
전기·전자
Q. 수배전설비에 기중자단기렁 진공차단기 가 있는데 이 둘의 차이점이 뭔가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.수배전 설비에는 기중차단기와 진공차단기가 있습니다. 이 둘의 차이점은 다음과 같습니다.기중 차단기 (ACB): 기중 차단기는 저압반에서 전기를 차단하는 목적으로 사용됩니다. 공기의 자연 소호 방식을 이용하여 아크를 흡수하여 소호시킵니다. 소형 경량화가 가능하며 유지 보수가 쉽습니다.진공 차단기 (VCB): 진공 차단기는 고압반에서 전기를 차단하는 목적으로 사용됩니다. 고진공 밸브 안에서 아크가 발생할 경우 아크가 진공으로 흡입되면서 전류가 소호됩니다. 구조가 간단하고 유지 보수가 쉽고, 화재의 위험이 없습니다.따라서 기중 차단기는 저압에서, 진공 차단기는 고압에서 주로 사용되며, 각각의 특성과 용도가 다릅니다.
화학
Q. 책이 오래되면 노랗게 변하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.책이 오래되면 노랗게 변하는 이유는 화학적 반응 때문입니다. 이러한 변화는 종이의 성분과 환경 요인에 의해 발생합니다.리그닌 (Lignin): 종이를 만드는 식물 소재에는 리그닌이 포함됩니다. 리그닌은 종이를 강하게 만들어주는 성분이지만, 시간이 지남에 따라 산소와 반응하여 노랗게 변합니다.산소와의 반응: 종이는 환경에서 산소와 상호작용합니다. 산소는 종이의 성분을 분해하고 색을 변화시킵니다.자외선 노출: 자외선은 종이를 노랗게 만드는 또 다른 요인입니다. 햇빛에 노출되면 종이의 화학적 반응이 가속화되어 노란색으로 변합니다.따라서 책이 오래되면 종이의 성분이 산소와 상호작용하여 노랗게 변하게 됩니다. 이러한 현상은 종이의 노후화와 자연적인 과정으로 간주됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 비행기를 타면 귀가 먹먹해지는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.비행기를 탈 때 귀가 먹먹해지는 이유는 비행기 귀 또는 귀 바로트라우마(ear barotrauma)라고도 불리는 현상입니다. 이는 비행기가 이륙하거나 착륙할 때 발생하는 공기 압력 변화 때문입니다. 이 현상은 다음과 같은 이유로 발생합니다.압력 변화: 비행기가 이륙하거나 착륙할 때, 주변 공기의 압력이 급격히 변합니다. 중이 내부의 공기 압력은 이에 빠르게 반응하지 못하고 균형을 잃게 됩니다.유스타키오 관: 유스타키오 관은 중이 내부와 코 뒤를 연결하는 통로입니다. 비행기가 상승하거나 하강할 때, 유스타키오 관이 빠르게 반응하지 못해 귀가 멍멍해지는 것을 유발합니다.자가 치료 방법: 하품, 삼키기, 껌 씹기와 같은 자가 치료 방법으로 공기 압력의 차이를 균등하게 맞추고 비행기 귀 증상을 개선할 수 있습니다. 그러나 심한 경우 의사를 방문해야 할 수도 있습니다.비행기 귀는 일상적인 현상이며, 자가 치료 방법으로 대부분 해결됩니다. 하지만 심한 귀 멍멍함이 지속되면 의사를 찾아보시기 바랍니다.