안녕하세요 이승훈 전문가입니다.
기계공학
Q. 번개가 자동차에 떨어졌을 때 핸들이나 엑셀에 접촉되어 있어도 괜찮은가요?
자동차 안에서 번개가 치면 안전합니다. 전기가 차량 표면과 타이어를 통과해 지면으로 흘러들어가기 때문입니다. 하지만 번개가 칠 때 차에 손을 대거나 밖으로 나가는 행위는 위험합니다. 차량 안에서는 안전하나 차량 내 금속 제품은 절대 만지면 안되며 혹시라도 낙뢰로 인해 차량 내부에서 부상을 당했다면 절대 내리면 안됩니다. 자동차에 번개가 맞는 일은 매우 드물기 때문에 로또를 맞는 확률과 비교할 수 있을 만큼 낮지만 안전을 위해 번개가 치는 폭풍이나 번개가 발생하는 지역에서는 운전 중 번개를 피하는 것이 좋습니다. 폭풍이나 번개가 예상되는 상황에서는 안전한 장소로 이동하거나 차량에서 내려서 건물이나 다른 보호 구조물에 피난하는 것이 좋습니다.
물리
Q. 자석이 열에 매우 취약하다고 하던데요 그 이유가 무엇인가요?
자석은 열을 받으면 자력이 떨어지는데요. 이는 자석 내의 원자나 분자의 열 운동이 자기 자유 에너지를 증가시켜 자성적인 상태를 유지하는 데 필요한 에너지를 상회할 때 발생합니다. 이러한 이유로 고온에서는 입자들의 열 운동이 증가하고 에너지가 더욱 불안정해지기 때문에 자기의 정렬이 더 어려워집니다. 이는 자기화에 영향을 주어 자석의 자기적인 특성이 약해지거나 상실될 수 있는 원인이 됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 무거운 비행기가 하늘을 날 수 있는 과학적 원리가 궁금합니다
제트엔진의 연소나 프로펠러의 회전으로 비행기를 앞으로 나가가에 하는 추력에 의해 활주로에서 달리는 비행기 동체의 속도가 올라가는데, 유체역학의 '베르누이 원리'에 의해 양력이 발생합니다.다시 말하면 비행기 날개의 단면 포일의 형태가 윗면이 볼록한데 공기가 표면을 따라 이동하는 경로가 윗면이 평평한 아랫면 보다 긴대, 공기를 날개로 가르면 당연히 윗면의 공기는 볼록한 날개 윗면을 따라 이동경로가 길어져서 빨리 이동(즉 상대적인 공기의 속도가 빨라짐)을 해야합니다.베르누이 원리에서는 속도가 빠를 수록 압력은 떨어집니다. 날개 윗면의 공기의 압력이 떨어지는 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하려는 현상 때문에 비행기 날개에 양력이 발생하여 비행기는 뜨게 됩니다.
화학
Q. 껌의 성분은 무엇인가요? 왜 기름에 녹아요?
껌은 기름에 녹는 성질을 가지고 있어 껌이 묻은 자리에 기름을 바르면 떨어뜨릴 수 있다고 합니다. 껌의 성분 중에서도 접착성과 찐득함을 유지해주는 성분이 무극성 물질인데, 이러한 무극성 물질이라고 하면 기름이 있다고 합니다. 그래서 껌과 기름이 만나게 되면 쉽게 녹게 됩니다.
토목공학
Q. 태국의 기후인 우기, 건기 등의 특징은 한국기후와 다른데 어떤 지리적 이유로 이런 기후가 된 것인가요?
태국의 기후와 한국의 기후가 다른 이유는 지리적인 요소들과 영향을 받는 기후 패턴의 차이 때문입니다. 태국은 건기와 우기로 구분됩니다. 건기는 11월부터 2월까지이며, 우기는 5월부터 10월까지입니다. 건기는 대부분의 지역에서 매우 건조하고 더운 기간입니다. 우기는 대부분의 지역에서 비가 많이 내리고 습도가 높아집니다.지리적 위치: 태국은 적도에 인접한 동남아시아의 나라로, 열대성 기후에 영향을 받습니다. 태국은 적도 부근에 위치하여 일년 내내 고온 다습한 기후를 경험하며, 평균적으로 온도가 높고 습도가 높습니다.지형적 특성: 태국의 지형은 다양한 형태를 가지고 있습니다. 북부 지역은 산악 지형으로 인해 높은 지역에서는 서늘하고 건조한 기후를 경험하며, 남부 지역은 저지대와 평야가 많아 날씨가 더욱 습한 편입니다.한편, 한국은 동아시아 대륙의 동쪽에 위치한 반면, 바다와 산악지형이 조화롭게 분포하고 있습니다. 이러한 지리적 특성에 따라 한국은 4계절과 장마가 특징인 기후를 가지게 됩니다.대륙성 기후: 한국은 대륙성 기후에 영향을 받습니다. 겨울에는 대륙으로부터 찬 공기가 유입되어 추워지고, 여름에는 온난한 공기가 유입되어 더워집니다.해양성 기후: 한국은 동해와 서해, 남해 등 바다에 둘러싸여 있어 해양성 기후의 영향을 받습니다. 바다로부터 찬·따뜻한 기류가 유입되며, 바다의 영향으로 습도가 높고 강수량이 많아지는 특징이 있습니다.장마: 한국은 여름에 장마를 겪는데 태풍의 영향과 대륙과 바다의 기온 차이로 인해 비가 많이 오는 시기입니다.
생물·생명
Q. 사람만이 오래달리기를 할수있다는데요.
직립보행은 사족보행에 비해 1/4 만의 에너지를 소모한다고 합니다.인간이 직립보행을 할 수 있는 이유는 두 다리가 지면에 닿아서 안정적으로 서있을 수 있기 때문입니다. 이러한 직립보행은 인간의 두 다리가 지면에 닿아서 안정적으로 서있을 수 있는 구조적 특징 때문에 가능해졌습니다. 인간의 직립보행은 다른 동물들과 비교해서 특히 침팬지와 비교해서 이동시 보행의 무게중심이 앞쪽이 아닌 중심부에 오는 안정된 직립보행을 수행한다는 점에서 구별되는 직립보행을 가리킵니다.
화학
Q. 공기의 구성성분은 어떻게 되나요?
지구상 공기는 대략적으로 78%의 질소, 21%의 산소, 0.93%의 아르곤 등으로 이루어져 있습니다. 수소차는 수소로 작동하는 연료전지를 이용하여 동력을 발생시킵니다. 수소차는 수소를 연료로 사용하고, 연료전지에서 수소와 산소를 반응시켜 전기 에너지를 생산합니다. 이 과정에서 발생하는 유일한 부산물은 물(H₂O)입니다. 따라서, 수소차는 수소와 산소를 반응시켜 물을 생성하는 방식으로 운전되기 때문에 대기 중의 수소 차지는 증가하지 않고, 물은 지구에 다시 반환되는 과정입니다.
지구과학·천문우주
Q. 초고층 건물들을 지을때 올라갈수록 살짝 휘어져서 짓는 이유는?
살짝 휘어지는 형식으로 설계가 되었다는 것은 혹시 본인의 의견이신지요. 아니면 영상에서 그렇게 설명을 했었나요?실제로는 GPS를 이용해 한치의 오차없이 정확하게 쌓아서 올립니다. 초고층 빌딩은 구조역학 적으로 조그만한 편심이 생겼을 때 엄청난 높이로 인해 굉장히 불안한 상태가 됩니다.대신 지진으로 인한 좌우 흔들림, 태풍 등으로 인한 풍하중에 대비하여 초고층 건물은 지진, 풍하중이 횡력에 대하여 어떻게 진동반응을 하며 횡력 저항은 어느 정도 확보할 것인가에 대하여 최적의 설계가 필요합니다. 이를 위해 건물 내부에 댐퍼 역할을 하는 스프링과 거대한 추를 설치하여 측면 움직임을 감쇠하는 장치들이 설치되어 있습니다.
화학
Q. 제습기는 어떤 기능으로 인하여 물을 모으나요??
제습기는 냉장고 에어컨과 비슷한 냉동사이클을 이용하여 온도를 이슬점 이하로 낮추어 실내공기를 액화시키면서 물을 모으는 장치입니다.에어 인테이크(입구): 제습기는 주변의 습한 공기를 흡입합니다.필터: 공기 중의 먼지, 이물질 등을 걸러내기 위해 필터를 사용합니다.냉각 코일: 흡입한 공기는 냉각 코일을 통해 통과됩니다. 냉각 코일은 냉매를 포함하고 있습니다.냉각 코일의 작동: 냉각 코일 내의 냉매는 압축기에 의해 압축되고, 압축 과정에서 온도가 상승합니다.냉각 코일의 냉각: 냉각 코일을 통과하는 공기는 냉각되고, 습기가 응축됩니다. 이로 인해 공기 중의 수증기가 액체로 변합니다.수분 분리: 응축된 수분은 제습기의 수집 용기에 모이게 됩니다.오염된 공기 배출: 수분이 제거된 공기는 다시 방으로 배출됩니다.수분 배출: 수집 용기에 쌓인 수분은 주기적으로 배출하거나 제습기에 내장된 탱크나 배수관을 통해 배출됩니다.이와 같은 원리로 제습기는 주변의 습기를 흡입하여 물을 모으고, 건조한 공기를 다시 방으로 배출하여 습도를 조절합니다.
생물·생명
Q. 식충식물들이 일반식물처럼 땅에서 영양분을 흡수못하는 이유가 무엇인가요?
식물의 뿌리는 물을 빨아들일 때 물에 녹아 있는 이온 형태의 무기양분을 함께 흡수하기 때문에 수용성으로 이온화하지 않은 무기양분은 토양 중에 아무리 많아도 식물에 도움이 되지 않습니다. 식충식물은 주로 습지같이 양분이 부족하고 물과 햇볕이 많은 제한된 서식환경에 살고 있어 드물게 분포하는 듯 보이지만 전 세계적으로 널리 분포합니다. 이러한 환경에서 생존하기 위해 곤충을 잡아먹으며 살아남는 것입니다.