안녕하세요. 한진 전문가입니다.
생물·생명
Q. 잠자리가 하늘을 어떻게 날수있는건가요?
안녕하세요. 한진 과학전문가입니다.잠자리는 곤충 세계에서 가장 날렵하고 효율적으로 날 수 있으며, 잠자리의 놀라운 비행 능력은 날개 구조와 네 개의 날개를 사용하는 방식에 기인할 수 있습니다. 특별한 비행 능력에 기여하는 몇 가지 고유한 기능과 원칙은 다음과 같습니다.독립적인 날개 제어: 잠자리는 4개의 날개를 각각 독립적으로 제어할 수 있으므로 호버링, 급가속, 급정지, 심지어 뒤로 비행과 같은 복잡한 공중 기동을 수행할 수 있습니다. 각 날개를 개별적으로 제어할 수 있어 비행 중에 뛰어난 안정성과 민첩성을 제공합니다.유연한 날개 구조: 잠자리의 날개는 가벼우면서도 강력한 정맥 네트워크로 구성되어 있어 구조적 지지와 유연성을 제공합니다. 이 유연한 날개 구조를 통해 날개의 모양과 각도를 동적으로 변경할 수 있으므로 다양한 비행 조건에 적응하고 복잡한 공중 기동을 수행할 수 있습니다.높은 날개짓 빈도: 잠자리는 종에 따라 초당 25~40회의 비교적 높은 날개짓 빈도를 가지고 있습니다. 이 높은 주파수를 통해 상당한 양력과 추력을 생성할 수 있으므로 제자리에서 호버링하거나 비행 중에 고속을 달성할 수 있습니다.날개 결합: 잠자리의 앞날개와 뒷날개는 결합되어 있어 동시 또는 약간의 위상 차이로 움직일 수 있습니다. 이 결합을 통해 에너지 소비를 최소화하면서 효율적인 호버링 및 기동이 가능합니다.날개 비틀기: 비행 중에 잠자리는 날개를 비틀어 공격 각도를 제어할 수 있으며, 이는 발생하는 양력의 양에 영향을 미칩니다. 이 날개 비틀기 메커니즘을 통해 비행 효율성을 최적화하고 다양한 비행 모드에서 안정성을 유지할 수 있습니다.잠자리 날개의 이러한 독특한 특징은 곤충의 정교한 신경계 및 뛰어난 시력과 결합되어 먹이를 포획하고 포식자를 피하며 복잡한 공중 곡예를 쉽게 수행할 수 있게 합니다. 잠자리 비행에 대한 연구는 연구자들이 뛰어난 비행 능력을 모방하는 고급 드론 및 초소형 비행체 설계를 개발하도록 영감을 주었습니다.
기계공학
Q. 항공기의 역추진 원리가 궁금합니다
안녕하세요. 한진 과학전문가입니다.일반적으로 역추력으로 알려진 항공기의 역추진 원리는 제트 엔진과 터보프롭 엔진이 착륙하는 동안 감속력을 제공하기 위해 사용하는 방법입니다. 이는 항공기의 속도를 늦추고 휠 브레이크에 대한 의존도를 줄이는 데 도움이 되므로 미끄러지거나 젖은 활주로에서 특히 유용합니다. 역추력 중에 들리는 큰 소음은 엔진 배기 가스의 방향이 바뀌기 때문입니다.제트 엔진에서 역추력은 일반적으로 역추력 장치를 배치하여 달성됩니다. 이들은 엔진의 배기 가스 방향을 변경하여 뒤로가 아니라 앞으로 방향을 바꾸는 기계 장치입니다. 이것은 항공기의 전진 움직임에 반대하는 힘을 생성하여 속도를 늦춥니다. 중요한 것은 엔진 터빈 자체가 역추력 동안 반대 방향으로 회전하지 않는다는 것입니다. 대신 터빈의 회전 방향을 변경하지 않고 기류의 방향을 바꿉니다.터보프롭 엔진에서는 프로펠러 블레이드의 피치를 변경하여 역추력을 얻습니다. 블레이드의 각도는 음의 추력 또는 항공기의 전진 움직임에 반대하는 힘을 생성하도록 조정됩니다. 제트 엔진과 마찬가지로 터빈의 회전 방향은 변하지 않습니다. 기류 방향만 변경됩니다.두 경우 모두 엔진은 정상 회전 방향으로 계속 작동하고 역추력은 감속력을 생성하기 위해 공기 흐름을 재지향하여 달성됩니다. 들리는 큰 소음은 난기류 및 고속 배기 가스의 방향이 바뀌어 배기 가스와 주변 공기의 혼합 증가로 인해 추가 소음이 발생하기 때문입니다.
기계공학
Q. 미래에는 로봇이 사람을 대체하게 될까요?
안녕하세요. 한진 과학전문가입니다.로봇공학과 인공지능(AI)의 발전이 심화되면서 로봇과 자동화 시스템이 인간 삶의 다양한 측면에서 중요한 역할을 하는 미래로 이어질 가능성이 높습니다. 그러나 로봇이 현재 인간이 수행하는 작업을 수행할 정확한 범위를 예측하는 것은 어렵습니다.로봇은 이미 제조, 물류, 농업 및 의료를 포함한 많은 산업에서 사용되고 있습니다. 반복적이고 노동 집약적이거나 위험한 작업을 인간보다 더 효율적이고 정확하게 수행할 수 있습니다. 기술이 발전함에 따라 로봇은 더 복잡한 작업을 수행하고 고객 서비스, 교육 및 노인 간호와 같은 영역에서 인간과 함께 일할 것으로 예상됩니다.그러나 "거의 모든 것"을 수행할 수 있는 로봇을 개발하는 데에는 여전히 극복해야 할 몇 가지 과제가 있습니다. 그러한 도전 중 하나는 인간과 동일한 수준의 손재주, 창의성 및 적응성을 가진 로봇을 만드는 것입니다. 또한 공감, 복잡한 의사 결정 또는 인간 감정에 대한 미묘한 이해를 포함하는 작업은 여전히 인간에게 더 적합할 수 있습니다.또한 로봇과 자동화의 사용이 증가함에 따라 해결해야 할 사회적, 경제적, 윤리적 문제가 제기될 것입니다. 이러한 우려에는 일자리 대체, 인력 재교육, 소득 불평등, 특정 작업을 기계에 위임하는 윤리적 영향이 포함될 수 있습니다.결론적으로 로봇과 AI가 미래에 중요한 역할을 할 가능성은 높지만, 그들이 "거의 모든 것"을 수행할지는 예측하기 어렵다. 그 영향력의 범위는 기술의 발전뿐 아니라 사회가 증가하는 자동화와 관련된 문제와 우려 사항을 어떻게 해결하는지에 따라 달라집니다.
전기·전자
Q. 다리미는,언제 누가 발명했나요?
안녕하세요. 한진 과학전문가입니다.현대식 전기 다리미의 발명은 미국 발명가인 Henry W. Seeley의 공으로 인정됩니다. 그는 1882년 6월 6일에 "전기 다리미" 디자인에 대한 특허를 받았습니다. 이 발명품은 사용하기 전에 스토브나 다른 열원에서 가열해야 했던 이전의 비전기식 다리미를 대체했습니다. 전기 고데기는 일정한 온도를 유지하고 다리미를 계속해서 재가열할 필요가 없기 때문에 옷을 다림질하는 것을 훨씬 더 편리하고 효율적으로 만들었습니다.고대부터 다양한 형태의 다리미가 역사 전반에 걸쳐 사용되었다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 고대 중국인, 이집트인, 로마인은 옷을 다림질하기 위해 뜨거운 석탄이나 돌을 채운 가열된 금속 팬을 사용했습니다. 이러한 초기 다림질 도구는 전기 다리미가 출현하기 전인 18세기와 19세기에 주철 또는 기타 금속으로 만든 플랫 아이언과 함께 시간이 지남에 따라 발전했습니다.
물리
Q. 바나나가 익으면 더 달아지는 이유가 뭔가요??
안녕하세요. 한진 과학전문가입니다.바나나는 전분이 당으로 분해되기 때문에 익을수록 더 달콤해집니다. 바나나가 익지 않았을 때는 전분이 많이 함유되어 있어 식감이 단단하고 단맛이 적습니다. 바나나가 익으면 아밀라아제와 펙티나아제라는 효소가 복잡한 전분 분자를 포도당, 과당, 자당과 같은 단순한 당 분자로 분해합니다. 이 과정은 바나나 맛을 더 달콤하게 만들 뿐만 아니라 질감을 더 부드럽고 맛있게 만듭니다.바나나의 숙성 과정은 과일 숙성을 조절하는 천연 식물 호르몬인 호르몬 에틸렌의 방출에 의해 시작됩니다. 바나나나 다른 과일에서 에틸렌이 생성되면 전분이 당으로 전환되고 과일 세포벽이 부드러워지는 일련의 화학 반응이 시작됩니다. 이것이 바나나가 사과나 토마토와 같이 에틸렌을 방출하는 다른 과일 근처에 보관될 때 바나나가 더 빨리 익는 경향이 있는 이유입니다.요약하면, 바나나는 숙성 과정에서 과일의 전분이 더 단순한 당으로 분해되기 때문에 익었을 때 더 달콤해집니다. 이는 에틸렌 호르몬에 의해 유발됩니다.
토목공학
Q. 항아리가 공기가 내부와 외부로 해서 통과한다고하는데요. 근데 그 구멍으로 물이 세지 않는 이유는 뭔가요??
안녕하세요. 한진 과학전문가입니다.항아리는 에어록(Airlock) 또는 워터 배리어(Water Barrier)라고도 하는 워터 씰(Water Seal)은 발효 중에 생성된 이산화탄소의 방출을 허용하면서 외부에서 산소 및 오염 물질의 유입을 방지합니다.발효로 인해 항아리 내부에 가스 압력이 높아지면 가스가 수밀봉을 통해 기포가 발생하여 공기나 오염 물질이 유입되지 않고 외부로 빠져나갑니다. 항아리의 액체 내용물이 흘러나오지 않도록 합니다.물이 구멍이나 씰을 통해 흐르지 않는 이유는 워터 씰 자체의 설계 때문입니다. 그루브의 수위는 장벽을 만드는 방식으로 유지되며 항아리 내부의 가스 압력은 물을 그루브 또는 채널 밖으로 밀어낼 만큼 강하지 않습니다. 이 설계는 부패 또는 원치 않는 박테리아 성장으로 이어질 수 있는 산소 또는 오염 물질과 같은 외부 요인에 의해 방해받지 않고 발효 공정이 계속되도록 합니다
지구과학·천문우주
Q. 제임스웹으로 지구를 찍으면 어디까지 볼 수 있나요?
안녕하세요. 한진 과학전문가입니다.제임스 웹은 주로 은하, 별, 외계 행성과 같은 먼 천체를 관찰하기 위해 설계된 강력한 적외선 최적화 우주 망원경입니다. 주요 목표는 최초의 은하, 별, 블랙홀의 형성과 외계 행성에서의 생명체 발달 조건을 연구하는 것입니다.제임스 웹은 지구를 관찰하거나 표면을 자세히 모니터링하도록 설계되지 않았습니다. 높은 감도와 큰 조리개는 지구처럼 가깝고 밝은 물체보다 먼 우주의 희미한 물체를 연구하는 데 더 적합합니다.NASA, 유럽 우주국(ESA) 및 기타 조직에서 운영하는 것과 같은 지구 관측 위성은 지구 표면, 대기 및 해양을 모니터링하기 위해 특별히 설계되었습니다. 이 위성은 고해상도 광학 및 레이더 센서를 포함하여 다양한 이미징 기능을 갖추고 있어 지구 표면의 상세한 이미지를 제공하고 전 세계에서 발생하는 이벤트를 모니터링할 수 있습니다.요약하면 제임스 웹 우주망원경은 지구를 관찰하거나 지구의 상세한 이미지를 제공하기 위한 것이 아닙니다. 대신 그 목적은 먼 우주를 연구하고 천체의 형성과 우주 다른 곳의 생명체 조건을 이해하도록 돕는 것입니다.
화학
Q. 드라이아이스 성분과 만들어지는과정이 궁금합니다
안녕하세요. 한진 과학전문가입니다.드라이아이스는 환경에 유해한 것으로 간주되지 않습니다. 화석 연료 연소 및 산업 공정과 같은 다양한 인간 활동의 부산물이기도 한 자연 발생 가스인 고체 이산화탄소(CO2)로 만들어집니다. 드라이아이스가 승화(고체에서 기체로 직접 전환)될 때 대기 중으로 CO2를 방출합니다. 그러나 포장에 사용되는 드라이아이스에서 방출되는 CO2의 양은 다른 주요 CO2 배출원에 비해 상대적으로 적습니다.드라이아이스는 아이스팩과 같은 다른 냉각 방법에 비해 차갑고 승화할 때 액체 잔류물을 생성하지 않는 등 몇 가지 장점이 있습니다. 그러나 아이스팩은 일부 응용 분야에서 다루기에 더 편리하고 안전할 수 있으므로 식품 소포에 더 자주 사용됩니다.드라이아이스를 만드는 과정에는 다음 단계가 포함됩니다.이산화탄소 가스를 가압 및 냉각하여 액화시킵니다.그런 다음 액체 CO2는 빠르게 팽창하여 더 냉각되어 고체 CO2 또는 드라이아이스를 형성합니다.드라이아이스는 일반적으로 다양한 냉각 및 냉장 목적으로 사용할 수 있는 펠릿 또는 블록으로 형성됩니다.드라이아이스는 매우 차갑기 때문에(-78.5°C 또는 -109.3°F) 부적절하게 취급하면 동상이나 화상을 입을 수 있습니다. 드라이아이스를 취급할 때는 항상 보호 장갑을 착용하고 안전 지침을 따르십시오.
전기·전자
Q. 자율주행자동차의 작동원리가 궁금합니다
안녕하세요. 한진 과학전문가입니다.자율 주행 차량이라고도 하는 자율 주행 자동차는 센서, 카메라, 소프트웨어 알고리즘 및 인공 지능(AI)의 조합을 사용하여 사람의 개입 없이 길을 탐색하고 속도를 제어하며 의사 결정을 내립니다. 자율주행차의 기능과 관련된 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.센서: 자율주행차는 LiDAR(Light Detection and Ranging), 레이더, 초음파 센서 등 다양한 센서를 사용하여 주변 환경에 대한 데이터를 수집합니다. 이러한 센서는 장애물, 다른 차량, 보행자 및 차량 환경의 기타 물체를 감지하는 데 도움이 됩니다.카메라: 카메라는 신호등, 도로 표지판 및 차선 표시와 같은 시각적 정보를 캡처하는 데 사용됩니다. 카메라의 이미지는 중요한 도로 특징을 식별하고 그 의미를 해석하기 위해 차량의 소프트웨어에 의해 처리됩니다.GPS 및 매핑: 자율주행차는 GPS(Global Positioning System) 및 고해상도 지도를 사용하여 정확한 위치를 파악하고 경로를 계획합니다. 지도에는 속도 제한, 교차로 및 기타 중요한 세부 정보를 포함하여 도로 네트워크에 대한 정보도 포함되어 있습니다.소프트웨어 및 AI: 자율주행차는 고급 소프트웨어 및 AI 알고리즘을 사용하여 센서와 카메라에서 수집한 데이터를 처리합니다. 이러한 알고리즘은 차량이 교통 규칙, 도로 상태 및 다른 도로 사용자의 행동을 고려하여 가속, 제동, 차선 변경 또는 방향 전환과 같은 결정을 내리는 데 도움이 됩니다.제어 시스템: AI 알고리즘이 결정을 내리면 자동차의 제어 시스템은 조향, 가속 및 제동을 제어하는 차량의 액추에이터에 명령을 전송하여 이러한 결정을 실행합니다.V2V(Vehicle-to-Vehicle) 및 V2I(Vehicle-to-Infrastructure) 통신: 일부 자율주행차는 V2V 및 V2I 통신을 사용하여 다른 차량 및 도로 인프라와 정보를 교환하여 상황 인식을 향상하고 의사 결정을 개선합니다. .자율주행차는 일반적으로 사람의 개입 없이 운행할 수 있는 정도에 따라 자율주행 수준(레벨 0~레벨 5)으로 분류된다. 레벨 5는 사람의 개입 없이 모든 환경과 조건에서 모든 운전 작업을 처리할 수 있는 완전 자율주행차를 나타냅니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구는 지진,화산활동을 합니다. 다른 행성들도 지진,화산 활동이 발생하나요?
안녕하세요. 한진 과학전문가입니다.예, 우리 태양계의 다른 행성과 천체도 지진 활동(지진과 유사)과 화산 활동을 경험할 수 있습니다. 예를 들어 화성은 NASA의 InSight 착륙선이 감지한 지진 활동이 있는 것으로 알려져 있습니다. 화성 지진은 지구와 같은 지각판의 움직임에 의해 발생하는 것이 아니라 행성 내부의 냉각 및 수축으로 인해 지각에 응력과 균열이 발생합니다.화산 활동은 우리 태양계의 여러 달에서도 관찰되었습니다. 한 가지 주목할만한 예는 우리 태양계에서 가장 화산 활동이 활발한 목성의 위성 이오입니다. 그것의 화산 활동은 목성과 다른 큰 위성들이 가하는 강한 조석력에 의해 추진됩니다. 또한 금성과 화성에서 과거 화산 활동의 증거가 있지만 최근 이들 행성에서 직접적으로 관찰된 활화산은 없습니다.