안녕하세요 심헌용 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구의 중력은 어떻게 생기는 것인가요?
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.먼저, 중력은 질량을 가지고 있는 두 물체 간 작용하는 힘을 뜻합니다. 즉, 서로를 끌어당기고 있는 힘인 것이죠.그리고, 중력은 물체가 질량을 갖는 순간 작용하게 되며, 이 때 중력이 생성된다. 라고 생각할 수 있습니다. 그리고 아직까지 중력이 왜 생기는지에 대한 이유는 파악되지 않았습니다. 다만 중력을 어떻게 느낄 수 있는가를 알 수 있을 뿐입니다.고도에 따라 중력의 힘이 다른 이유는 서로 다른 두 물체 간의 거리에 반비례하고, 질량에 비례하기 때문입니다. 이는 만유인력과 연관이 있으며, 두 물질의 중심 방향으로 작용합니다. 지구 중심으로부터 고도가 높아지면 거리(r)이 반비례하기 때문에 중력은 점차 작아지는 것입니다.
화학
Q. 주유중에 휴대폰 전화를 하면 안되는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.주유소에는 우리 눈에 보이지 않지만 무수히 많은 유증기(기름 수증기)가 공기 중에 분포되어 있습니다.휴대폰은 전기 에너지를 사용하기 때문에 스파크, 정전기 등을 유발할 가능성이 있습니다. 또한, 휴대전화를 사용하지 않아도 라이터의 부싯돌을 돌려 스파크를 발생시키는 등, 의류 등 마찰에 의한 정전기 등이 발생하면 공기 중의 유증기와 반응하여 폭발할 가능성이 있습니다.주유소에 보면 정전기 방지 패드가 비치되어 있는 이유도 이와 같은 이유이며, 주유소 직원들이 주유 시 장갑을 끼는 이유 또한 같은 이유 입니다.
지구과학·천문우주
Q. 구름이 어떤 성분인지 궁금합니다.
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.구름과 안개의 주 성분은 수증기입니다. 다만, 생성 원리에 차이가 있습니다.구름의 경우에는 공기의 상승 운동이 동반되어야 합니다. 단계별로 공기 상승 - 단열 팽창 - 온도 하강 - 이슬점 도달 - 수증기 응결의 과정이 필요합니다.반면에 안개가 생성되려면 바람이 세지 않아야 하며 안정적이어야 합니다. 안정된 지역 내에서 공기가 포화 상태에 도달하면 일부 수증기가 응결되는데 이것이 안개가 되는 것입니다. 그렇기 때문에 대기의 움직임이 비교적 적은 밤이나 아침에 주로 발생합니다.
토목공학
Q. 비 오는 날 나무 아래에 있으면 위험한 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.번개는 절연체가 아닌 물체를 통해 지하로 흘러가는 성질이 있습니다.주변에 건물이 없으면 해당 지역에서 가장 높이가 높은 물체를 타고 지하로 흘러갑니다. 대표적으로 나무가 있겠지요. 혹은 철제 성분의 우산이 그 예가 될 수도 있습니다.우천 시 급하게 주변의 나무 밑으로 대피하는 경우가 있는데, 비를 대피한 나무로 번개가 친다면 그 주변으로 번개의 전류가 흘러가면서 수분을 머금은 인체(옷, 신발 등)를 타고 감전되기 때문에 나무 밑으로 피하는 것은 위험성이 따릅니다.
지구과학·천문우주
Q. 제임스웹 망원경과 허블 망원경의 차이는?
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.이해하기 쉽게 말하자면 허블에 비해 제임스 웹의 성능이 100배 가량 좋다고 합니다.먼저 주경(빛을 모으는 역할을 하는 일종의 거울)은 클수록 성능이 좋다고 평가되며 클수록 빛을 많이 모아 더 어두운, 멀리있는 천체를 관측할 수 있습니다. 분해능의 성능 역시 주경의 크기에 따라 달라지며, 주경이 클수록 분해능 또한 좋아집니다. 주경의 차이를 보자면 허블은 2.4m, 제임스 웹은 6.5m로 1.3m짜리를 18개 이어 붙였습니다. 주경 지름의 차이는 약 2.7배 가량입니다. 빛을 모으는 능력은 주경 지름 차이의 제곱, 약 7.3배 가량 차이가 납니다. 이는 제임스 웹이 허블에 비해 약 7배 가량 어두운 천체를 관찰할 수 있습니다.두 망원경은 관찰하는 빛도 차이가 납니다. 허블은 비교적 많은 에너지를 가지고 있는 가시광선, 근적외선을 관찰하였고, 제임스 웹은 비교적 에너지가 적은 중적외선까지 관측이 가능합니다. 적외선으로 관측하면 가려진 것도 관측할 수 있는 장점이 있습니다.
화학
Q. 음주를 하면 얼굴이 빨갛게 되는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.음주 후 얼굴이 붉어지는 것은 정상적인 신체 동작이라고 볼 수 있습니다. 음주 후 일시적으로 혈관이 확장되어 얼굴 쪽으로 혈액이 몰리기 때문입니다. 붉다라는 느낌을 넘어 새빨갛다 라는 느낌의 색은 주의할 필요가 있습니다. 몸 속에 아세트알데하이드를 분해하는 효소가 부족하여 잔여 아세트알데하이드가 몸에서 독성 작용을 하여 혈관을 이완시키고, 다시 얼굴을 빨갛게 하는 작용을 합니다. 또한, 메스꺼움을 느끼게 하여 구토를 유발하기도 합니다. 이후, 다시 하얗게 변하는 것은 몸의 부교감신경의 오작동에 때문입니다. 아세트알데하이드가 몸 속에 남아 혈관을 이완시킬 때, 몸에서는 반작용으로 이를 억제하기 위한 부교감신경이 과활성화되기 때문입니다. 몸 속에서 작용-반작용 효과가 번갈아 나타나게 되면 얼굴이 빨갛다가 다시 하얗게, 다시 빨갛게 변하는 것을 관찰할 수 있습니다.
토목공학
Q. 소리는 벽을 뚫고 이동할 수 있을 까요?
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.소리는 매질의 진동에 의해서 들리는 것입니다. 즉, 공기, 벽 등의 매질에 있는 분자들이 음파의 진동을 받아 같이 진동함으로써 소리라는 매체가 전달되는 것입니다.벽의 두께, 겹 등에 따라 전달되는 진동(소리)은 다르겠지만, 건물의 벽 두께와 같은 벽은 소리가 전달될 수 있다고 봐도 무방합니다.소리가 시작되는 점과 소리가 도착해야 되는 지점 사이에 위치한 매질(벽, 공기 등)에 따라 소리가 도착할 수 도 있고, 도착하지 못할 수도 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 달도 지구처럼 공전과 자전을 할까요?
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.네, 달 역시 지구와 동일하게 자전과 공전을 하고 있습니다. 그 주기는 27.3일로 공전/자전의 주기가 동일합니다. 이 현상을 "조석 고정"이라고 합니다. 모성(지구)을 가까이 하는 위성에게 자주 확인할 수 있는 현상입니다. 이 현상으로 인하여 지구에서는 항상 달의 같은 면만 볼 수 있습니다.
전기·전자
Q. 신호등앞 펼쳐지는 그늘막 작동원리가 어떻게 되나요?
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.음... 그늘막에는 과학의 원리라 하면 도르래의 원리를 이용하여 차막을 생성하고, 차막을 제거한다고 할 수 있겠습니다.신호등 앞에 있는 대부분의 그늘막은 수동으로 사람이 접었다 폈다가 하고 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 환의 고리에서 화산 등이 자주 일어나는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.환의 고리, 불의 고리라고 불리는 지역은 판과 판이 만나는 지점입니다. 서로 다른 두 판이 부딪혀서 히말라야와 같은 거대한 산맥을 만들어내거나 하나의 판이 다른 판 아래로 섭입하는 등의 현상이 일어납니다.두 판이 부딪혀 히말라야와 같은 산맥을 만들어내는 융기를 일으킨다면 수 많은 지진이 발생할 것입니다. 섭입이 발생한다면 두 판이 마찰을 일으켜 마찰이 일어나는 지점의 지각이 녹아 마그마가 될 것이며, 하나의 마그마 방을 만듭니다. 이 방에는 가스와 함께 마그마가 쌓이는 곳으로 일정 압력 이상이 작용한다면 화산 활동으로 이어집니다. 즉, 서로 다른 두 판의 마찰로 마그마가 만들어지고, 이 마그마가 지상으로 분출되는 과정에서 지진과 화산 활동이 발생하는 것입니다.