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답변 내역

도르레를 이용하면 왜 물건 들어올리기가 쉽나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.러 개의 도르래를 연결한 복합도르래를 이용하여 물체를 들어 올릴 때 힘의 변화를 비교해 보면 그림과 같다. 같은 개수의 움직도르래를 사용하여도 연결하는 방식에 따라 힘의 효과는 달라진다. (가), (나) 와 같은 연결방식이 (다),(라)와 같은 연결방식보다 힘의 효과는 더 크다. 왜냐하면 (가), (나) 는 각 도르래에 걸리는 힘이 무게의 (1/2)n=움직도르래의 개수 으로 감소하지만 (다) (라)는 물체를 지탱하는 전체 줄의 수만큼 힘이 줄어들기 때문이다. (다)와 같은 연결방법은 (마)와 같이 변형할 수 있다. 이처럼 균형과 힘의 효과를 고려하여 적절한 응용이 가능하며 거중기는 (라)와 같은 방법을 응용하였다.
학문 / 물리
22.12.27
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화산은 왜 폭발하는 건가요? ?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.화산 폭발의 원인은 주로 마그마 때문입니다. 땅속에 흐르고 있는 마그마는 지각의 약한 부분을 조금씩 뚫고 올라와 응축되는 과정을 통해 내부 압력이 높아져 결국 지표면 밖으로 분출하여 화산이 폭발합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.12.27
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핵융합기술이 상용화될경우 어떻게 될까요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.핵융합이 상용화 된다면 거기서 발생되는 에너지를 통해, 현재 가장 이슈화되고 있는 기후문제, 에너지 고갈 등 환경 오염 이슈를 해결 할 수 있습니다. 우리가 매일 보는 태양은 어떻게 열을 발생시킬까? 바로 핵융합 반응을 통해서다. 밤에 보는 별들 역시 핵융합 반응을 통해 에너지를 발생시킨다. 이처럼 핵융합은 자연이 선택한 에너지원이다. 여기서 핵융합 반응은 말 그대로 두 원자핵이 합쳐지는 반응을 뜻한다. 철 원자핵보다 가벼운 원자핵들은 핵융합 반응 후 질량이 조금 줄어들게 된다. 이렇게 발생한 질량 결손은 아인슈타인의 그 유명한 E=mc2 공식을 통해 에너지 발생으로 연결된다.이 때 발생되는 에너지 역시 엄청나다. 수소의 동위원소인 중수소와 삼중수소간의 핵융합 반응을 이용하는 경우 연료 1g당 약 3500억J에 해당하는 에너지가 생성된다. 참고로 석유는 1g당 약 4만J의 에너지를 발생시킨다. 핵융합 에너지는 다른 어떤 에너지원보다 단위 질량당 발생되는 에너지 크기가 큰 에너지원이다.이런 핵융합 반응을 우리가 자유자재로 일으켜 에너지원으로 사용할 수 있다면, 이는 지구에 인공 태양 또는 별을 만드는 일이다. 이 자체가 멋진 일이기도 하지만 핵융합에너지는 이외에도 많은 장점이 있다. 핵융합에너지는 온실가스를 배출하지 않는 청정에너지원일 뿐 아니라 안전하고 주위환경과 관계없이 일정한 에너지 생산이 가능하여 기저 부하 (base load)로도 이용가능하다. 또한, 수소의 동위원소를 이용한 핵융합 반응을 활용한다면 핵융합을 위한 자원은 물로 이 역시 무한하다 할 수 있다. 이런 여러 장점들 덕분에 핵융합에너지는 궁극의 에너지원으로 여겨진다.
학문 / 화학
22.12.27
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반지가 녹스는 이유는 뭔가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.금속이 녹스는 이유를 안정한 상태로 돌아가려는 특징 때문입니다.예를 들자면, 원래 철은 자연 상태에서 철광석, 즉 화합물 형태로 존재합니다.왜? 화합물로 존재하는 것이 안정하기 때문입니다.이 안정한 철광석 화합물을, 인간의 필요에 따라, 채취하여제철소에서 환원 과정을 거쳐 만든 것이 바로 금속 철입니다.즉, 인위적으로 만든 것이지요. 자연에서 안정한 철광석을 인위적으로 철로 만들어놨으니,철이 가만히 있지 않습니다.다시 본래대로, 즉 화합물 형태인 자연 상태로 되돌아가려고 합니다. 이 자연 상태로 되돌아가는 과정이 바로 금속의 부식, 즉 철이 녹스는 과정입니다.이 과정에서 금속 철은 산화되어, 산화철(III)이 됩니다.붉은 녹의 주성분이 바로 산화철(III)입니다.
학문 / 화학
22.12.27
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일본은 왜 지진이 자주일어나나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.지구의 지각은 판으로 구성되어있는데 그판들이 부딫혀서 충돌을 하면 지진이 일어납니다. 그런지역을 지진대라고 하는데, 일본은 거의 환태평양 지진대에 속해 있습니다. 우리는 판의 충돌이 있어도 일본이 더가까이 있어서 더 자주 그리고 강력히 일어나는 겁니다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.12.27
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로켓은 어떻게 우주까지 상승할수 있나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.로켓발사의 원리는, 발사시에 적용되는 것은 뉴턴의 작용과 반작용의 법칙입니다.그 말은, 입자1이 입자2에 준 힘은 입자2가 입자1에도 크기가 같고 방향이 반대인 힘을주게 된다는 얘기죠. 로켓의 추진력이 땅에 힘을 가하면 땅도 로켓에게 로켓이 준 추진력만큼 반사시킵니다
학문 / 지구과학·천문우주
22.12.27
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열역학 제1법칙은 어떠한 법칙인가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.열역학 제1법칙은 어떤 고립된 계의 총 내부에너지는 일정하다는 법칙이다. 만일 열역학 계가 고립되어 있지 않다면 이 계의 내부에너지는 두 개의 과정 즉, 한 일과 가열 때문에 변화한다다시 말해서 열역학 제1법칙은 열역학 계(system)의 내부에너지 변화가 계에 가해진 열과 계가 주변에 한 일 사이의 차와 같다는 것을 의미한다. 이 법칙은 대기에서 상승하는 공기덩이의 운동을 분석할 때 공기덩이와 주위 공기가 주고받는 일과 내부에너지 변화 사이의 관계를 설명하는데 사용된다.
학문 / 물리
22.12.27
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지구에서 가장 먼 별이 무슨 별인가요 ??
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.허블 우주망원경이 지구에서 약 129억 광년 떨어진 고대 별의 별빛을 포착했다. 이는 지금까지 포착된 개별 항성의 별빛 중 가장 멀리서 온 것으로 1세대 별의 형성 과정을 밝힐 수 있는 중요한 관측으로 평가됐다.고대 영어로 '아침별'을 뜻하는 '어렌델'(Earendel)이라는 별칭이 붙은 이 별은 지난 2018년 허블이 찾아낸 가장 먼 별 '이카로스'(Icarus)보다 약 40억 광년 더 멀리 떨어져 있다. 빅뱅으로 시작된 우주의 나이를 약 138억년으로 볼 때 이카로스는 30%, 어렌델은 7%가 지난 시점에 존재한 별이다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.12.27
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무게와 질량의 차이점이 뭔가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.1) 질량은?질량이라고 하는 것은 물질이 움직이기 어려운 정도의 정도, 즉 관성의 크기를 말합니다.그래서 물질의 질량은 지구 상에서도 우주 공간에서도 달 표면에서도 다르지 않습니다.질량의 단위는 kg입니다.2) 무게란?물체에 작용하는 만유인력(중력)의 크기입니다.힘의 크기이기 때문에 단위는 N(뉴턴)입니다.중력의 변화에 따라 무게는 달라지기 때문에 지구상에서 질량 60kg인 사람은 달 표면에서는 중력이 지구의 약 1/6이기 때문에 무게는 약 1/6(약 100N)이 되며 궤도상의 ISS에서는 무게가 거의 없어집니다.우주를 비행하고 있는 인공위성도, 선외 활동을 하고 있는 우주인도 무게는 거의 0이지만 질량은 운동에 관계없이 보편적이어서 우주인이 인공위성을 쉽게 손으로 잡고 이동시키지 못하는 것입니다.
학문 / 물리
22.12.27
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뇌먹는 아메바는 무엇이고, 어떻게 전파되나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.뇌먹는 아메바 : 아메바라고 하면 대체로 단세포 동물이라는 것 이외에는 아메바가 대장균이나 회충 같은 병원균이나 기생충일 것이라는 경계심은 없는 편이다. 그런데 이런 아메바 중에 뇌를 먹는 아메바가 있다. Brain eating Amoeba는 말 그대로 뇌 먹는 아메바다.네글레리아 파울러리 아메바(Naegleria fowleri)가 이름인 이 아메바는 따뜻한 물에 서식하면서 번식하다가 사람이 물에 들어가 수영을 하다가 물이 코로 들어가야만 뇌로 올라가 뇌 먹는 아메바라는 이름처럼 사람의 뇌를 먹어 치워 사람을 사망에 이르게 하는 무서운 녀석이다전염 가능성 : 오직 수영중에 물이 코로 들어가야만 복잡한 과정을 통해 뇌척수액을 통해 인간의 뇌로 들어가는 굉장히 힘든 여정을 거쳐 감염된다고 한다.
학문 / 생물·생명
22.12.27
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