안녕하세요 이승훈 전문가입니다.
기계공학
Q. 유체역학은 기계 공학에 어느때 적용하나요?
유체역학은 액체나 기체처럼 흐르는 물질의 움직임과 힘을 이해하기 위해 배우며, 다양한 분야에 적용됩니다. 자동차나 항공기 설계 시 공기 저항을 줄이고 연료 효율을 높이기 위해 사용됩니다. 펌프, 터빈, 에어컨 같은 장치의 내부에서 물이나 공기가 어떻게 흐르는지를 분석하는 데 필수적입니다. 또한 건물과 교량 설계 시 강풍이나 지진 같은 외부 하중을 견디도록 구조물을 설계하는 데 적용됩니다. 의료기기 개발에도 활용되며, 특히 혈액이나 공기 흐름을 제어하는 장치에 중요한 역할을 합니다.
토목공학
Q. 아파트 지하주차장은 어떻게 공사를 진행하나요?
지하주차장 건설은 땅을 깊이 파는 굴착공사부터 시작됩니다. 먼저 굴착기(포크레인)와 덤프트럭을 사용해 땅을 파고 흙을 제거합니다. 땅이 무너지지 않도록 흙막이 벽(토류벽)을 설치하며, 지반이 약한 경우 파일공법으로 기초 말뚝을 박아 건물의 하중을 지탱합니다. 지하 공간을 형성하기 위해 철근 콘크리트 구조물을 시공하며, 이 과정에서 지하수 유입을 막기 위한 방수 처리가 필수적입니다. 지하주차장 내부의 바닥, 벽체, 천장에 방수 시트나 방수 페인트를 사용해 물이 스며드는 것을 방지합니다. 구조물이 완성되면 슬래브(천장 구조물)를 설치하고 기둥과 벽체를 보강합니다. 이후 주차 구획선, 조명, 배수 시스템 등을 설치하여 주차장 내부 마감 작업을 진행합니다. 마지막으로 환기 시스템과 화재 안전 설비를 설치하여 안전성을 확보합니다. 공사 중 지반 안정성과 지하수 관리가 중요한데, 이를 위해 지하수 펌프를 사용하거나 지반 보강제를 투입하기도 합니다.
토목공학
Q. 다리를 짓는 과정은 어떤 식으로 전개되나요?
큰 강에 다리를 건설할 때 먼저 강바닥을 조사하고, 물속에서도 구조물을 지탱할 수 있도록 기초 공사(파일 공법)를 진행합니다. 강물 유입을 막기 위해 케이슨(caisson)이나 코퍼댐(cofferdam)을 설치하고, 교각을 세운 후 상부 구조물(교량 상판)을 연결합니다. 현대에는 프리캐스트(공장에서 제작한 부품)를 조립하거나, 케이블이나 크레인을 사용해 상판을 공중에서 연결하는 방법도 사용합니다. 공사 중 안전을 위해 물막이와 수위 조절이 중요하며, 진동·하중 테스트로 내구성을 확인합니다.
기계공학
Q. D램 반도체라는 것이 정확히 어떤 것인가요?
D램(DRAM)은 데이터를 일시적으로 저장하는 메모리 반도체로, 전원이 꺼지면 데이터가 사라집니다. 메모리 반도체는 정보를 저장하고 읽는 역할을 하며, D램과 낸드 플래시(NAND Flash)가 주요 종류입니다. D램은 주로 PC, 스마트폰에서 작업 속도를 높이기 위한 메인 메모리로 사용됩니다. 낸드 플래시는 전원이 꺼져도 데이터가 유지되며, SSD, USB 등에 사용됩니다. 쉽게 말해, D램은 작업 공간, 낸드는 저장 공간 역할을 합니다.
기계공학
Q. 기계공학의 기원은 어디에서 부터 시작 되었을까요?
기계공학은 고대 문명 시기부터 단순 기계(지렛대, 도르래) 등을 활용하면서 시작되었습니다. 아르키메데스와 레오나르도 다 빈치 같은 인물들이 중요한 기초를 다졌고, 산업혁명 시기에 제임스 와트의 증기기관 개량으로 본격적인 발전을 이루었습니다. 19세기 이후 열역학, 유체역학, 재료공학 등으로 학문이 체계화되었고, 자동차, 항공기, 로봇 등 다양한 분야로 확장되었습니다. 기계공학의 핵심은 기계 설계와 에너지 활용을 통해 인류의 생활을 혁신한 데 있습니다.
기계공학
Q. 유압프레스의 힘은 어디서 나오는 것인가요??
물리학에서 파스칼의 법칙을 이용한 것이 유압력입니다.‘파스칼의 원리'는 ‘밀폐되어 있는 유체의 한 부분에 압력을 가하면 유체 안의 모든 부분에 균등하게 전달된다’는 이론입니다. 하지만 유압이라는 것은 A라는 실리더에 10kg이라는 힘을 가해도 B실린더에서는 그보다 100배, 1000배 큰힘을 전달할 수 있는데 이는 F=PA(힘=압력 x 면적)에서 유압회로 내에서 압력은 동일하므로 면적을 키우면 힘을 비례해서 증폭시킬 수 있는 것입니다. A보다 B실린더의 면적을 훨씬 크게 만든다면 가능한 일 입니다.
기계공학
Q. 탱크는 왜 바퀴가없고 궤도로 되어있나요?
접촉면적을 넓혀주면 단위면적 당 가해지는 하중을 줄일 수 있습니다. 예를 들어 4개의 타이어가 있다면 지면에 접촉되는 면적이 직사각형 4부분일텐데 수십톤에 달하는 탱크의 무게를 고려한다면 타이어도 아주 커져야 하고, 도로도 좁은 면적에 가해는 하중을 견디지 못해 파괴될 것이며 모래나 진흙에서 빠지면 헤어 나오지 못하게 됩니다. 반면 궤도는 접촉 면적이 넓어서 지반이 약해도 하중이 넓게 분산되어 빠지지 않고 이동할 수 있고 노면의 파손도 줄일 수 있습니다. 물론 마찰력이 커 소음과 손실이 큽니다.
기계공학
Q. 화장실 환풍기가 덜커덕거리면서 소리 나는 것은 어떤 이유?
기계적인 문제입니다. 오랜 사용 및 먼지 등이 유입되어 모터 베어링 쪽에 마모로 유격이 생겼을 가능성이 있습니다. 공임대비 부품 단가가 맞지 않아 부분수리가 아닌 보통 일체형으로 교환합니다.
기계공학
Q. 일반적으로 기계를 조립을 할때 나사가 많은 경우 하나 정도 빠져도 괜찮지 않나요?
조그만 장난감 정도는 문제가 없을 것 같습니다. 다만 회전하거나, 탑승하거나 하는 완구류는 위험할 수 있겠네요. 특히 힘을 받는 부위의 나사가 빠진 부위는 힘을 전달하지 못하고 결국 다른 부위들이 설계된 힘에서 나사가 빠진 부분 만큼을 분담하여야 합니다.
기계공학
Q. 자율주행에 따른 운전직의 위기가 궁금합니다.
기술적으로 성숙도가 올라가고 있지만 한국기준 만이 아니라 전 세계적으로도 사고 시 책임소재를 가리기 위한 법제정이 기술발전 속도를 못 따라 가고 있습니다. 앞으로도 상당한 시간이 걸리지 않을까 합니다.