안녕하세요. 강종훈 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 헬리콥터는 어떤 원리로 하늘을 날 수 있는건가요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.작동원리:헬리콥터는 메인 로터와 테일 로터의 조합을 통해 비행합니다. 메인 로터는 공기를 밑으로 빨아들이면서 위로 힘을 가하고, 테일 로터는 헬리콥터의 방향과 안정성을 제어합니다. 이로써 헬리콥터는 공기를 밀고 당기며 공중에 머무를 수 있으며, 테일 로터의 조작으로 방향을 제어할 수 있습니다.헬리콥터와 비행기 사이의 주요 차이점은 다음과 같습니다.1.비행 원리: 비행기는 고정 날개를 가지고 있어 공기의 흐름을 이용하여 날아가는 반면, 헬리콥터는 회전 날개 또는 로터를 사용하여 수직 이착륙과 이륙이 가능하며, 하늘을 떠다니거나 고정된 위치에서 머무를 수 있습니다.2.비행 경로: 비행기는 일반적으로 고정된 경로를 따라 비행하며 고도와 방향을 조절할 수 있지만, 헬리콥터는 수직 이륙 및 착륙이 가능하므로 더 유연한 비행 경로를 가집니다.3.용도: 비행기는 장거리 여행과 대규모 여행을 위해 설계되었으며 상업 항공 운송에 주로 사용됩니다. 헬리콥터는 주로 단거리 이동, 구조 작업, 의료 비상 상황 및 군사 용도로 사용됩니다.4.공간 요구: 비행기는 이착륙과 이륙을 위한 장소가 필요하며 고정된 비행장을 사용합니다. 반면 헬리콥터는 비교적 작은 공간에서 이착륙 및 이륙이 가능하므로 제한된 공간에서 운용할 수 있습니다.5.비행 특성: 비행기는 고속으로 비행하며 큰 거리를 이동할 수 있으나, 헬리콥터는 일반적으로 속도와 비행거리가 비교적 제한적이며 수직 이륙 및 착륙에 능숙합니다.이러한 차이로 인해 헬리콥터와 비행기는 서로 다른 용도와 비행 특성을 가지고 있으며 상황에 따라 선택되는 운송 수단이 다릅니다.헬리콥터는 다양한 발명가와 엔지니어들에 의해 오랜 시간 동안 연구 및 개발되었습니다. 그러나 가장 초기의 성공적인 헬리콥터 비행은 1939년에 이탈리아 출신의 엔지니어 이고르 시코르스키 (Igor Sikorsky)에 의해 이루어졌습니다. 시코르스키는 Sikorsky R-4라는 모델을 개발하고, 이것은 미국 육군 및 해군에서 사용되어 역사상 최초의 대규모 헬리콥터 생산 모델 중 하나가 되었습니다.헬리콥터 기술은 이후 계속 발전해왔으며 다양한 형태와 모델로 개발되어 현재까지 다양한 용도로 사용되고 있습니다. Sikorsky의 기여와 함께 다른 개발자와 회사도 헬리콥터 기술의 발전에 기여했으며, 이는 항공 분야의 혁신적인 발전 중 하나입니다.
기계공학
Q. 공기 역학이라는 말은 어떤 것을 보고 알수 있나요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.공기역학적 디자인은 물체나 시스템이 공기의 움직임과 상호작용을 최적화하기 위한 디자인 원칙과 기술을 적용하는 것을 말합니다. 이는 주로 차량, 항공기, 건물, 운동용품, 그리고 다양한 제품 및 시스템의 성능 향상을 목표로 합니다. 공기역학적 디자인은 공기 흐름, 압력 분포, 억제 및 감소를 통해 끌어들이는 효과를 연구하고 적용함으로써 효율성, 안정성 및 성능을 향상시키는데 중점을 둡니다.자동차 디자인에서 공기역학적인 형태는 주로 아래와 같은 특징을 가지고 있습니다.에어로다이내믹 디자인: 차량의 외형이 공기 흐름을 부드럽게 안내하고 저항을 최소화하도록 디자인됨. 이것은 주로 곡선, 스트림라인 형태를 가지며, 공기 저항을 줄여 연료 효율성을 향상시키는 데 도움을 주게됨이러한 디자인 원칙은 주행 안전성, 연료 효율성 및 주행 안정성을 향상시키기 위해 자동차 디자이너들에 의해 고려되며, 실제로 실제 차량 디자인에 적용됩니다.
전기·전자
Q. 커피 콜드브루 공법은 어떤 과학적 원리 인가요??
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.굳이 원리를 말하자면,콜드 브루 커피는 뜨거운 물을 사용하지 않고 실온 또는 냉수를 사용하여 만드는 커피입니다. 이 과정은 다음과 같은 과학적 원리에 기반합니다:1.용질 용매 추출: 냉수 또는 실온 물을 사용하면 커피의 향과 맛을 추출하기 위해 시간이 필요합니다. 물은 특정 온도에서 다양한 화학 물질을 추출하며, 물 온도가 낮을수록 추출 속도가 느려집니다.2.시간: 콜드 브루 커피는 일반적으로 12~24시간 동안 물과 커피 원두가 접촉하므로 커피의 맛과 향을 더 천천히 추출합니다. 이렇게 긴 추출 시간은 미각과 후각에 풍부한 풍미를 줄 수 있습니다.3.입자 크기: 커피 원두의 입자 크기 또한 중요한 역할을 합니다. 더 큰 입자 크기의 커피가 사용되면 더 높은 표면 면적이 커피와 물의 상호작용을 향상시키며 더 많은 맛을 추출할 수 있습니다.추출 시간, 커피 원두 크기, 그리고 물의 온도와 양을 조절하여 원하는 맛과 향을 조절할 수 있습니다.
화학
Q. 수소 연료 차량에서 가장 우려되는 안전 문제는 무엇인가요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.수소차와 전기차 모두 고유한 위험을 가지고 있지만, 수소차에는 몇 가지 고유한 위험 요소가 있을 수 있습니다:1.수소 가스 폭발 위험: 수소차는 수소 가스를 사용하여 작동하며, 이 가스는 공기와 접촉하면 폭발할 수 있는 위험성이 있습니다. 이에 대한 안전 조치 및 시설이 필요합니다.2.수소 저장 탱크: 수소를 고압 탱크에 저장하므로 이러한 탱크의 누출이나 손상은 위험을 초래할 수 있습니다.3.수소 충전 인프라: 전기차와 달리 수소충전소 인프라가 전체적으로 제한적일 수 있으며, 이는 수소차 운전자에게 불편을 일으킬 수 있습니다.4.인프라 및 유지보수 비용: 수소 충전소 구축 및 유지에는 상당한 비용이 발생하며, 전기 충전 인프라보다 더 비용이 들어갈 수 있습니다.5.에너지 효율: 수소생산 및 저장과정에서 에너지 손실이 발생하므로 전기차에 비해 전체 에너지 효율이 낮을 수 있습니다.전기차와 수소차 간에는 장단점이 있으며, 어떤 차량이 더 적합한지는 사용 용도, 인프라, 안전 및 환경 요소를 고려해 결정해야 합니다.수소차의 가장 위험한 요소는 수소 가스 자체의 폭발 가능성과 관련된 위험입니다. 수소 가스는 공기 중에서 특히 높은 폭발 한계를 갖고 있어, 가스 누출이 발생할 경우 불쾌한 상황을 초래할 수 있으며, 심각한 상황에서는 폭발 가능성이 있습니다.이를 대비하기 위해 수소차는 누출 감지 시스템과 안전 장치를 갖추고 있습니다. 수소 충전소도 안전 규정을 준수하여 충전 시 안전을 유지하도록 조치를 취하고 있습니다. 그럼에도 불구하고 수소 가스의 특성을 이해하고, 주의를 기울이는 것이 중요합니다. 그러나 이러한 위험은 전체적으로 낮은 확률을 가지고 있으며, 수소차 업계는 안전성을 높이기 위해 계속 노력하고 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 공기는 왜 지구밖에 없는 것일까요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.공기는 지구에만 있는 것이 아니며, 다른 행성과 천체에도 대기가 존재합니다. 그러나 각 행성의 대기는 구성 요소와 조건이 다를 수 있습니다. 지구의 대기는 다양한 기체로 이루어져 있으며, 삶을 지탱하는데 중요한 역할을 합니다. 다른 행성이나 천체의 대기는 지구와는 다른 조건과 구성을 가질 수 있습니다.다른 행성과 천체의 대기는 지구의 대기와 여러 가지 측면에서 다를 수 있습니다. 이러한 차이는 대기를 구성하는 기체, 압력, 온도, 밀도, 화학 조성 등에서 나타날 수 있습니다. 몇 가지 예를 들어보겠습니다:1.구성 요소: 지구의 대기는 주로 질소(N2)와 산소(O2)로 구성되어 있지만 수증기, 아르곤, 이산화탄소 등 다양한 다른 기체도 포함하고 있습니다. 다른 행성의 대기는 이러한 기체들을 다르게 함유할 수 있습니다.2.압력: 행성의 크기와 중력에 따라 대기의 압력이 다릅니다. 큰 행성은 보다 밀도가 높은 대기를 가지고 있을 가능성이 높습니다.3.온도: 대기의 온도는 행성의 위치, 태양으로부터의 거리, 대기의 성분 등에 따라 다릅니다. 다른 행성은 극한의 온도를 가질 수 있습니다.4.밀도: 대기의 밀도는 기체의 양과 압력에 영향을 받습니다. 따라서 다른 행성의 대기는 지구의 대기와는 밀도가 다를 수 있습니다.5.화학 조성: 지구의 대기에서 발생하는 화학 반응과 화학 조성은 다른 행성과 천체에서의 대기와 비교할 때 고유합니다.따라서 다른 행성의 대기는 해당 행성의 특정 조건과 환경에 맞게 변화할 수 있으며, 이러한 차이는 우주 탐사와 연구에서 중요한 역할을 합니다.
기계공학
Q. 물건에 붙어 있는 바코드는 어떤 원리로 인식을 하는지요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.바코드(Barcode)는 데이터를 시각적으로 표현하는 기술입니다. 바코드의 원리는 간단합니다:1.바코드 생성: 먼저, 특수한 바코드 생성 소프트웨어나 기기를 사용하여 숫자나 문자 데이터를 특별한 패턴으로 변환합니다.2.바코드 스캐닝: 바코드 리더(바코드 스캐너)를 사용하여 바코드를 스캔합니다. 이 스캐너는 바코드의 패턴을 읽고 광선을 통해 반사되는 바코드의 패턴을 해석합니다.3.데이터 해독: 바코드 스캐너가 바코드를 스캔하면, 패턴을 숫자나 문자로 해석하고 이를 컴퓨터나 다른 시스템에 전달합니다.4.데이터 활용: 해석된 데이터는 다양한 용도로 활용됩니다. 주로 상품 식별, 재고 관리, 가격 확인, 문서 추적, 패키지 배송 추적 등에 사용됩니다.바코드는 여러 다양한 형태와 종류가 있으며, 일반적으로 바코드의 패턴은 검은색 줄과 흰색 공백으로 구성되어 있습니다. 바코드의 종류에 따라 정보 저장 용량과 사용 용도가 다를 수 있습니다. 일반적으로 가게에서 볼 수 있는 EAN 또는 UPC 바코드, QR 코드등이 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 태양이 중심 온도는 몇 도나 되는지 궁금합니다.
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.태양의 중심부 온도는 약 1500만 도씨입니다. 태양은 중심부에서 핵융합 반응이 일어나며, 이 고온과 고압의 환경에서 수소 원자가 헬륨으로 변환됩니다.
화학
Q. 차가운 음료를 컵에 넣으면 물이 맺히는 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.얼음컵은 주변 공기보다 더 차가운 표면이라 주변 공기중의 수증기가 얼음컵 표면에 응결하게 됩니다.이처럼 얼음은 주변 공기와 상호작용하여 주변 공기 중의 수증기가 얼음 표면에서 응축되어 작은 물방울을 형성하게 됩니다. 이것이 얼음 물방울이 컵의 표면에 형성되는 원리입니다. 이러한 현상을 응결이라고 합니다.
화학
Q. 일본의 방사능 오염수 방류중에 어떤 물질이 제일 나쁜건가요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.플루토늄은 핵연료가 핵분열 후 생기는거고 핵연료가 핵분열 시 핵폭탄이 안되게 냉각시켜주는 냉각재로 주로 물을 사용하는데 그 중 중수라고하는 냉각재가 들어가는 중수로에서 삼중수소가 많이 생성이 됩니다.쉽게 말하면 원자로 핵분열을 일으킬때 중성자를 쏴줘서 핵분열이 발생하게 되고 삼중수소는 그냥 수소보다 중성자 한개가 더 붙어있는 동위원소인데 이런 방사성 동위원소는 반감기라는 걸 갖고 언젠간 중성자가 떨어져 나가게되는데 그때 방사선이 나오게 되는 겁니다.오염수 방류라는 표현이 맞을지는 모르겠으나 핵연료가 직접 오염되었다기 보다 핵분열로 인해 발생하는 동위원소 부산물 정도로 표현하는게 좋을거 같습니다.
화학
Q. 냉장고에서 냉동실만 고장날 수 있나요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.냉장고에서 냉동실만 고장날 수 있습니다. 냉장고는 일반적으로 냉동실과 냉장실 두 부분으로 구성되어 있으며, 이 두 부분은 독립적으로 작동합니다. 그래서 냉동실 부분이 고장나더라도 냉장실 부분은 정상적으로 작동할 수 있습니다. 하지만 냉동실 부분이 고장 날 경우 얼음이 녹거나 식품이 해동될 위험이 있으므로 빠른 수리나 교체가 필요할 수 있습니다.