안녕하세요. 강종훈 전문가입니다.
기계공학
Q. 비행기와 헬기가 뜨는원리와 차이가 무엇인가요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다. 비행기는 고정 날개를 가지고 있어서 전진으로 이동하여 공기를 날개 위로 흘려 보내는 방식으로 이륙합니다. 반면 헬기는 회전 날개를 가지고 있어 수직으로 상승하거나 내릴 수 있습니다. 그래서 이륙 방식이 상이합니다.좀 더 자세히 설명해보자면...비행기(airplane) 이륙 방식:비행기는 고정된 날개를 가지고 있습니다. 이 날개는 비행 중에 공기를 위로 향하도록 설계되어 있습니다.이륙 시, 비행기는 비행장의 활주로(runway)를 사용하며, 엔진의 추력을 이용하여 속도를 높입니다. 속도가 증가하면 공기가 날개 위로 흘러가며 날개는 리프트(양력)를 생성하게 됩니다.리프트로 인해 비행기는 공기 중에서 떠오르게 되며, 이륙 과정은 비행기가 충분한 속도와 리프트를 생성하여 공중으로 올라가는 것입니다.헬기(helicopter) 이륙 방식:헬기는 고정 날개가 아니라 회전 날개 또는 로터를 가지고 있습니다. 이 로터는 수직으로 상승하거나 하강할 수 있도록 회전합니다.이륙 시, 헬기는 바닥에서 수직으로 떠오릅니다. 헬기 엔진은 로터를 회전시키며, 로터의 회전은 공기를 아래로 향하게 합니다.공기를 아래로 향하게 하면 반작용 법칙에 따라 헬기는 위로 상승하게 됩니다. 로터의 각도와 회전 속도 조절로 헬기는 원하는 높이로 이륙할 수 있습니다.요약하면, 비행기는 고정 날개와 전진으로 속도를 내며 이륙하는 반면, 헬기는 수직으로 상승하는 데 필요한 로터의 회전을 이용하여 이륙합니다.
지구과학·천문우주
Q. 밤에 가로등 불빛으로 날벌레들이 몰려드는 과학적 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.대부분 벌레나 곤충들이 조명 근처로 모이는 이유는 빛에 대한 자연적 반응 때문입니다. 많은 벌레나 곤충들은 빛을 향해 이동하거나 빛에 끌리는 성향이 있습니다. 이것은 생물학적 현상으로, 자연에서 생존과 번식에 도움이 되는 방식 중 하나일 수 있습니다. 따라서 조명 근처에서 벌레나 곤충들을 많이 볼 수 있으며, 이는 빛의 원천을 찾아가는 행동으로 해석될 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 과거 우주의 빅뱅이 일어났다는것을 어떻게 유추할 수 있는건가요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.우주의 빅뱅 이론을 유추하는 주요 근거는 다음과 같습니다:1.확장 우주: 관측 결과로부터 우주가 계속 확장하고 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 별들과 은하가 서로 멀어지는 것을 측정함으로써 이를 확인할 수 있으며, 이 확장은 현재 우리가 관측할 수 있는 시간에 걸쳐 진행 중인 것으로 보입니다.2.외부 성우: 우주의 방향 어디서든 동일한 방향으로 미세한 마이크로파 복사 소음이 관측됩니다. 이것은 초기 빅뱅의 단기적인 후퇴와 관련이 있으며, 이러한 복사 소음은 빅뱅의 열적 기원을 지지합니다.3.원소 비율: 가시광선 분석을 통해 천체학자들은 우주 초기에 원소의 생성과 분포를 설명할 수 있습니다. 가장 유명한 것은 빅뱅 핵심 핵융합에서 수소 및 헬륨 비율을 설명하는 것입니다.4.코사믹 백그라운드 복사선(CMB): CMB는 우주의 초기 열역학 상태의 잔여 열복사선입니다. 이 복사선의 미세한 온도 변동은 빅뱅 이론을 뒷받침하며, COBE, WMAP, 및 Planck와 같은 위성들로 이 복사선을 관측하고 분석했습니다.5.우주 구조: 큰 천체학적 구조, 은하 및 은하단, 먼 거리 천체에 대한 관측 결과는 빅뱅 이론을 지지합니다.이러한 근거들은 빅뱅 이론의 핵심 원리를 뒷받침하며, 현대 천문학의 중요한 이론 중 하나입니다.
화학
Q. 찬물이 기화해서 날아가는 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.물은 분자로 이루어져 있으며, 물 분자들은 항상 움직이고 서로 충돌합니다. 온도가 낮을수록 분자의 에너지가 낮아서 움직임이 둔화하며, 일정 시간이 지나면 일부 분자가 물 표면을 떠나기 시작합니다. 이 과정을 "기화"라고 합니다. 차가운 물에서도 분자는 계속적으로 기화하기 때문에 차가운 물이 시간이 지나면 완전히 없어질 수 있습니다.결국은 끓여서 기화시키는 과정과 차가운 물에서의 기화는 기본적으로 같은 원리를 따릅니다. 물을 끓이면 열에너지를 가하여 분자들의 움직임을 촉진시켜 기화가 발생합니다. 반면 차가운 물에서는 온도가 낮아 기화가 더 느리게 일어나지만, 기본적으로는 분자가 수증기로 변하는 현상은 비슷합니다. 끓이는 것은 이러한 과정을 가속화시키는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주에서 나 무중력 상태에서 물을 끓일 수 있나요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.무중력 상태에서 물을 끓이는 것은 복잡한 작업이며 우주에서의 과학 연구나 우주 비행 임무에서 다루어집니다. 무중력 상태에서는 물 분자가 더 자유롭게 이동하고 수증기가 더 쉽게 생성될 수 있으므로 물의 끓는 점이 낮아질 수 있습니다.또한 물은 무중력 환경에서 다르게 행동하며 표면장력이 없게 됩니다.이와같은 이유로 무중력에서 물을 끓이기가 어려을거로 예상되지만, 열전달을 통해 끓일 수 있습니다. 일반적으로 우주 비행선 내부에 있는 가스나 열소스를 사용하여 열을 전달하고 끓일 수 있습니다. 이것은 우주 비행사들이 우주에서 물을 사용할 수 있게 하는 방법 중 하나입니다.
화학
Q. 술을 마시면 얼굴이 빨개지는데 왜 이래요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.술을 마시면 얼굴이나 몸이 빨개지는 이유는 알코올이 혈관을 확장시키고 혈액 순환이 증가하기 때문입니다. 이로 인해 혈액이 얼굴 피부로 더 많이 흐르고 혈관이 확장되면서 얼굴이 홍조를 띠게 됩니다.하지만 개인의 유전적인 요인, 대사 속도, 섭취한 알코올의 양 및 종류, 신체 상태, 음식 섭취 여부등 다양한 요인에 따라 다를 수 있습니다.
화학
Q. 액체인데 물과 기름이 안섞이는 이유가 궁금합니다.
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.물과 기름이 섞이지 않는 이유는 물은 극성 분자이고 기름은 비극성 분자이기 때문입니다. 물 분자는 극성을 가지며 서로 붙어서 수소 결합을 형성하는 경향이 있습니다. 반면에 기름 분자는 극성이 없어 수소 결합을 형성하지 않고, 비극성 분자끼리 서로 상호 작용하지 않는 경향이 있습니다. 이로 인해 물과 기름은 섞이지 않고 상이 분리되는 것이죠.
화학공학
Q. 소독할때 알코올을 뿌리면 어떤 효과가 발생하기에 살균효과가 있나요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.알콜이 소독에 활용될때 사용되는 주요 성분은 주로 에탄올(ethyl alcohol) 또는 이소프로필 알콜(isopropyl alcohol)입니다. 이들 알콜 성분은 세균, 바이러스 및 다른 병원체를 제거하거나 억제하는 역할을 합니다. 알콜이 소독의 효과를 발휘하는 주요 이유는 다음과 같습니다:세포막 파괴: 알콜은 세균과 바이러스의 세포막을 파괴하고 무력화시킴으로써 병원체의 통과를 방지합니다.단백질 응집: 알콜은 세균과 바이러스의 단백질을 응집시키며, 이로써 이들의 구조와 기능을 손상시킵니다.핵산 손상: 알콜은 병원체의 핵산(유전물질)을 손상시켜 복제와 생존을 방해합니다.주로 사용되는 에탄올과 이소프로필 알콜은 효과적인 소독 성분으로 인정받고 있으며, 질병 예방과 감염 통제에 중요한 역할을 합니다.
생물·생명
Q. 개구리 중에도 독이 있는 개구리가 있는지 궁금해요
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.독이 있는 개구리는 여러종류가 존재합니다.그 중 일부 주요 독개구리 종류는 다음과 같습니다:황금 독개구리 (Golden Poison Dart Frog): 중남미 지역에 서식하며, 그 빛나는 황금색 피부로 유명하며 매우 강력한 독성을 가지고 있습니다.블룝 포이즌 다트 프로그 (Blue Poison Dart Frog): 남아메리카의 열대 우림에서 발견되며, 파란색과 검은색의 독성을 가진 개체가 있습니다.거대한 물동이 개구리 (Giant Leaf Frog): 중앙 아메리카와 남아메리카 지역에서 발견되며, 크기가 큰 독성 개구리로 알려져 있습니다.스트라이프 포이즌 다트 프로그 (Stripe Poison Dart Frog): 중남미 지역에서 서식하며, 다양한 색상의 줄무늬를 가지고 있으며 독성이 높습니다.레몬 포이즌 다트 프로그 (Lemon Poison Dart Frog): 중앙 아메리카와 남아메리카 지역에서 발견되며, 레몬색의 피부와 강력한 독성을 가지고 있습니다.이 외에도 다양한 독성 개구리 종류가 존재하며, 이들은 각자의 서식지와 특징을 가지고 있습니다. 독성 개구리는 그 빛나는 색상과 패턴으로 알려져 있지만, 이러한 독성 물질을 주로 포획용 화살에 사용하는 지역문화도 있었습니다.
지구과학·천문우주
Q. 태양 자기장은 왜 11년마다 변하는 건가요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.태양의 11년 주기적인 자기장 변동은 복잡한 과정에 기인합니다. 이 주기의 주요 원인 중 하나는 태양의 자기장이 교차하여 반전되는 솔라 사이클입니다. 이 주기 동안, 태양의 자기장의 북극과 남극 극성이 바뀝니다.이 주기의 원리는 아직 완전히 이해되지는 않았지만, 주요 인자 중 하나는 태양의 내부에서 자기장이 생성되는 다이내모 현상과 관련이 있습니다. 다이내모 현상은 태양 내부에서 열과 운동의 작용으로 자기장을 생성하는 과정입니다.태양의 자기장은 태양 활동의 다양한 측면에 영향을 미치며, 이것이 지구와 다른 행성의 우주 기상에 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다. 이 11년 주기의 변동은 태양 활동 주기와 연결되어 있으며, 우주 기상 예측과 태양 활동을 연구하는 데 중요한 역할을 합니다.지구의 자기장도 변합니다. 이러한 변화를 지구 자기장의 역효과 또는 지구 자기장 변동이라고 합니다. 지구의 자기장은 시간이 지남에 따라 지속적으로 변하며, 이러한 변화는 정규적인 자기장의 역효과로 나타납니다. 이것은 지구의 자기장이 지구 내부에서 발생하는 다이내모 현상과 관련이 있습니다.지구 자기장의 변화는 일반적으로 불규칙한 주기를 따릅니다. 즉, 정확한 주기성을 가지고 있지는 않습니다. 지구 자기장은 수백에서 수만 년의 긴 시간 스케일로 변화하며, 이러한 변화는 불규칙적이고 예측하기 어렵습니다.그러나 과거에는 지자기 역극성 반전(자기장의 극성 반전)이 약 50,000에서 800,000년 주기로 발생한 것으로 추정됩니다. 마지막으로 지자기 역극성 반전이 발생한 것은 약 780,000년 전으로 추정되며, 이로 인해 지구의 자기장의 극성이 바뀌었습니다.또한, 지구 자기장의 일시적인 변동으로는 지구 자기장의 강도가 미세하게 상승하거나 하락하는 현상도 나타납니다. 이러한 변동은 불규칙하게 발생하며, 현재의 과학 기술로도 정확한 예측은 어렵습니다.