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잠수함이 수중에 가라않지 않는 원리와 균형을 유지하는 원리가 뭔가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.잠수함은 수중에서 일정한 높이를유지하기 위해 여러 가지 균형 유지 시스템을 사용합니다. 잠수함 내부에는 여러 개의 밸러스트 탱크가 있습니다. 밸러스트 탱크에는 물을 채우거나 빼서 잠수함의 부력을 조절합니다.밸러스트 탱크에 물을 채우면 잠수함의 부력이 감소하여 잠수합니다.밸러스트 탱크에서 물을 빼면 잠수함의 부력이 증가하여 상승합니다.잠수함의 선수와 선미에는트림 탭이라는 작은 조향판이있습니다. 트림 탭은 잠수함의 피치 균형을 조절합니다.트림 탭을 위로 돌리면 잠수함의 선수가 아래로 움직이고선미가 위로 움직여 잠수함이앞으로 기울어지는것을 막습니다.트림 탭을 아래로 돌리면 잠수함의 선수가 위로 움직이고 선미가아래로 움직여 잠수함이 뒤로 기울어지는것을 막습니다.잠수함의 선미에는 러더라는조향판이 있습니다.러더는 잠수함의 요 균형을 조절합니다.러더를 오른쪽으로 돌리면 잠수함의 선수가 왼쪽으로 움직이고 선미가 오른쪽으로 움직여 잠수함이오른쪽으로 기울어지는 것을 막습니다.러더를 왼쪽으로 돌리면 잠수함의 선수가 오른쪽으로 움직이고 선미가 왼쪽으로 움직여 잠수함이 왼쪽으로 기울어지는 것을 막습니다.잠수함의 무게는 균형 있게 분배되어야 합니다. 연료 무기 승무원 등은잠수함의 중심선을 따라 배치됩니다.현대 잠수함에는 자동 균형 시스템이 탑재되어 있습니다. 센서 컴퓨터 액추에이터를 사용하여잠수함의 움직임을 실시간으로 감지하고 균형을 자동으로 유지합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 물리
24.02.04
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인간을 포함한 대사에 관해서 질문드립니다. 수명과 대사의 관계
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.인터넷에서 동물들의 수명과 심장 박동 속도 대사 속도의 관계에 대한 정보를 보셨던 것으로 알고 있습니다. 심장 박동 속도가 느리고 대사 속도가느린 동물들은 수명이 더 긴 경향이 있습니다. 이는 과격한 운동이 수명 단축과 관련될 수있다는 가능성을 제시합니다. 인간의 경우 과격한 운동과 수명 단축 사이의 관계는 단순하지 않으며 여러 가지 요소를 고려해야 합니다.모든 과격한 운동이 수명을단축시키는 것은 아닙니다.마라톤이나 러닝과 같은지구력 운동은 적당한 강도로 지속적으로 수행할 경우 건강에 도움이 될 수 있습니다. 과도한 강도의 운동이나 무리한 운동은 오히려 건강을 해칠 수 있습니다.개인의 건강 상태는 운동의 영향에큰 영향을 미칩니다. 건강한 사람이라면 적당한 강도의 과격한운동을 해도 문제가 없지만 심혈관 질환이나 당뇨병과 같은 질병이 있는 사람은 과격한 운동을 피해야 합니다.평소 운동을 꾸준히 하는 사람이라면 과격한 운동을 해도 문제가 발생할 가능성이 낮습니다. 평소 운동을 하지 않는 사람이 갑자기과격한 운동을 하면 건강에 해를 끼칠 수 있습니다.과격한 운동 후에는 충분한 휴식과 회복 시간을 갖는 것이 중요합니다.충분히 회복하지 않고 무리하게 운동을 지속하면 건강을 해칠 수 있습니다.과격한 운동이 수명 단축과 관련될 수는 있지만 운동 유형 강도 개인 건강 상태 운동 습관 회복 등 여러 요소를 고려해야 합니다. 적당한 강도의 운동은 건강에 도움이 될 수 있지만 무리한 운동은 건강을 해칠 수 있으므로 주의해야 합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 생물·생명
24.02.04
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우주는 어떻게 탄생을 하게 되었는지 궁금하네요.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.우주의 탄생은 과학자들이 지속적으로 연구하고 있는 주제이며 아직 완전히 밝혀지지 않았습니다. 현재 가장 유력한 우주 탄생 이론은 빅뱅 이론입니다.빅뱅 이론에 따르면 약 138억 년 전 우주는 극도로 뜨겁고 밀도가 높은 하나의 점에서 시작되었습니다. 그 후 엄청난 폭발이 일어나면서 우주는팽창하기 시작했고 오늘날 우리가 알고 있는 광대한 우주가 형성되었습니다.우주는 지속적으로 팽창하고 있으며이는 과거에는 훨씬 더 작았다는 것을 의미합니다.우주 전체에 존재하는 미세파 배경 복사는 빅뱅 직후 남은 열의 잔재로 여겨집니다.우주에서 가장 풍부한 원소인 수소와헬륨은 빅뱅 직후 생성된것으로 여겨집니다.빅뱅 이론은 우주의 초기 탄생 과정을 설명하지만 그 이전에는 어떤 일이 있었는지에 대한 설명은 아직 없습니다. 빅뱅 이론은 어떻게 엄청난 폭발이 일어났는지 그리고 우주가 왜 팽창하는지에 대한 명확한 답을 제공하지 못합니다.과학자들은 빅뱅 이론을 더욱 발전시키기 위해 노력하고 있으며 우주 탄생에 대한 새로운 이론들을 연구하고 있습니다. 우주 탐사를 통해 우주의 기원에 대한더 많은 정보를 얻고자 노력하고 있습니다.우주가 무한한지 유한한지는 아직 밝혀지지 않았습니다. 만약 우주가 유한하다면 언젠가는 끝에 도달할 수 있지만 그 거리는 워낙 멀어서 현재의 기술로는 도달할 수 없습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.02.04
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보이저 탐사선 어떻데 되나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.보이저 1호와 2호는 현재도 우주 여행을 계속하고 있으며 지구와의 통신은 여전히 유지되고 있습니다.보이저 탐사선은 지구와 통신하기위해 X-밴드 라디오를 사용합니다.X-밴드 라디오는 높은 주파수를 사용하여 장거리 통신이 가능합니다.탐사선은 38W의 전력으로 지구로 신호를 보내고 지구의 딥 스페이스 네트워크(DSN)는 70m 크기의안테나를 사용하여 탐사선으로부터 신호를 받습니다.2023년 12월 2일 기준 보이저 1호는지구로부터 약 236억 km 보이저 2호는 약 195억 km 떨어져 있습니다.이 거리는 태양과 지구 사이 거리의 약 155배 162배에 해당합니다.X-밴드 라디오 신호는 빛의 속도로 이동하기 때문에 이 거리를 이동하는 데 약 16시간 38분 13시간 38분이 걸립니다.탐사선과 지구의 거리가 멀어짐에 따라 통신 신호가 약해지고 지구에서 탐사선을 추적하기가 어려워집니다.이를 위해 NASA는 다음과 같은 노력을 기울이고 있습니다.지구의 DSN 안테나 크기를70m에서 100m로 확대하는 계획입니다.탐사선의 전력을 증가시켜 보내는 신호의 강도를 높이는 연구를 진행하고있습니다.레이저 통신 등 기존 X-밴드 라디오보다더 효율적인 통신 기술 개발을 연구하고 있습니다.현재 기술로는 보이저 탐사선과의 통신을영원히 유지하기는 어렵습니다.하지만 NASA의 지속적인 노력과 새로운 기술 개발을 통해 통신 가능 기간을최대한 연장할 수 있을 것으로 기대됩니다.탐사선의 핵 동력원이 고갈되면 더 이상 지구와 통신할 수 없게 됩니다.탐사선은 여전히 우주 공간을 계속 여행하며인류 역사상 가장 먼 거리를 여행한 인공물로 기록될 것입니다.보이저 탐사선은 인류의 과학 기술 발전을 상징하는 중요한 프로젝트이며 끊임없는 도전과 노력을 통해 우주에 대한 우리의 지식을 확장하고 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.02.04
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강아지도 DNA 검사 가는 하나요
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.강아지도 사람처럼 친부모 검사가 가능합니다. 실제로 동물병원이나 관련 기관에서 강아지 친부모 검사 서비스를제공하고 있습니다.사람 친부모 검사와 동일하게 DNA 검사를 통해 강아지의 유전 정보를 분석합니다.DNA 중에서 변화가 많은 특정 영역인STR 마커를 분석하여 부모와 자녀의 유전적 관계를 확인합니다.검사 결과는 확률로 표시되며 일반적으로 99% 이상의 확률로 친부모 여부를 확인할 수 있습니다.강아지의 혈통을 정확하게 확인하고 싶을 때강아지 번식을 계획할 때 부모 개체의 건강 상태 및 유전적 특성을 파악하기 위해분실되거나 도난당한 강아지를 찾을 때강아지 소유권 관련 법적 분쟁 해결에 활용됩니다.검사 기관 및 검사 방법에 따라 다르지만 일반적으로 10만원~20만원 정도입니다.강아지 친부모 검사는 정확한 결과를 얻기 위해서는검사 기관 및 검사 방법선택에 신중해야 합니다.검사 결과는 법적 증거로 인정되지 않을 수 있습니다.강아지 친부모 검사는 단순히 궁금증 해결뿐 아니라 혈통 확인 번식 관리 분실 및 도난 방지 등 다양한 목적으로 활용될 수 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 생물·생명
24.02.04
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토성은 자전축이 정말 누워있나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.네 토성은 태양계에 있는 다른천체와는 다르게 자전축이 약 26.7도 기울어져 있습니다.대부분의 행성은 자전축이거의 수직인 반면 토성은 옆으로 눕혀진 채 자전하고 있다고 생각하면 됩니다.토성의 자전축이 기울어진 이유는 아직 명확히 밝혀지지 않았습니다. 다음과 같은 몇 가지 가능성이 제시되고 있습니다.태양계 형성 초기에 토성은다른 천체와 충돌하여 자전축이 기울어졌을 가능성이 있습니다.토성의 거대한 위성인 타이탄의 중력 섭동이 토성의 자전축을 기울어지게 만들었을 가능성이 있습니다.토성이 형성되는 과정에서원시 행성 가스 구름의 불균형한 분포가 자전축 기울기에 영향을 미쳤을 가능성이 있습니다.천체마다 자전축 기울기가 다른 이유는 다음과 같습니다.천체마다 형성 과정이 다르기 때문에 자전축 기울기도 다르게 형성될 수 있습니다.태양계 형성 초기에 천체들은 다른 천체와 충돌했을 가능성이 높으며 이러한 충돌은자전축 기울기에영향을 미쳤을 수 있습니다.거대한 위성을 가진천체는 위성의 중력 섭동으로인해 자전축 기울기가변할 수 있습니다.토성의 자전축 기울기는다음과 같은 영향을 미칩니다.토성의 계절은 지구보다훨씬 길고 뚜렷합니다. 토성의 한쪽 반구는 태양을 향해 오랫동안 햇빛을 받는 반면 다른 반구는 오랫동안 어둠 속에 잠겨 있습니다.토성의 기후는 매우 복잡하며 자전축 기울기가 이에 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다.토성의 자전축 기울기는 태양계에서 독특한 현상이며 과학자들은 아직 이에 대해 많은 것을 배우고 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.02.04
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미국의 달착륙은 진실 인지 거짓인지
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.미국 달 착륙은 인류 역사상 가장 중요한 사건 중 하나입니다. 1969년 7월 20일 미국 우주인 닐 암스트롱과버즈 알드린은 아폴로 11호를 타고 달에 착륙했습니다.이 역사적인 순간은 전 세계적으로방영되었으며 인류의 과학 기술 발전을상징하는 사건으로 기억됩니다.일부 사람들은 미국 달 착륙이사기극이라고 주장합니다. 그들은 당시 기술로는 달 착륙이 불가능했으며미국 정부가 소련과의 우주 경쟁에서 앞서기 위해 거짓 영상을 만들었다고 주장합니다.달 착륙이 사기극이라는 주장을 뒷받침하는 주요 근거는 다음과 같습니다.진공 상태인 달에는 바람이 없기 때문에 깃발이 펄럭일 수 없다는 주장입니다.달 표면은 매우 밝기 때문에 셔터 속도를 빠르게 설정해야사진 촬영이 가능하며 이 때문에 사진 속에 별이 보이지 않는다는 주장입니다.로켓 엔진의 추력으로 인해 먼지가 일어나야 사진 속에서는 먼지가 보이지않는다는 주장입니다.이러한 주장들은 대부분 과학적으로 반박되었습니다.깃대가 꽂히는 과정에서 깃발이 비틀렸기 때문에 펄럭이는것처럼 보이는 것입니다.달 표면이 매우 밝기 때문에 셔터 속도를 빠르게설정해야 사진 촬영이 가능하며 이 때문에 사진 속에 별이 보이지 않는 것입니다.아폴로 11호는 수평으로 착륙했기 때문에 로켓 엔진의 추력이 분화구 주변에 직접적으로 영향을 미치지 않았습니다.소련은 1959년에 달 뒷면에 탐사선을 착륙시켰으며 최근에는중국 인도 일본 등의 국가들도 달 탐사를 진행하고 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.02.04
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항성인 별이 무한정 커질 수 없는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.별의 크기는 수백배 수조배까지 다양하며 이는 주로 별을 구성하는 질량에 의해 결정됩니다. 질량이 클수록 별의 중력 또한 강해지고 이는 더 많은 가스와 먼지를 끌어당겨 별의 크기를 키웁니다. 별의 크기가 무한정 커질 수 없는이유는 크게 3가지 요인 때문입니다.별은 중력에 의해 뭉쳐 있는 거대한 가스 구체입니다.별의 중심부에서는 핵융합 반응을 통해 엄청난 에너지가 발생하며 이 에너지는 중력과 균형을 이루면서 별을 안정적으로 유지합니다. 별이 너무 커지면 중력이 너무 강해져 핵융합 반응으로 생성된 에너지로도 균형을 유지하지못하게 됩니다. 이는 별의 붕괴로 이어질 수 있습니다.별의 핵융합 반응은 핵융합 연료로 사용되는 가벼운 원소가 소진될 때까지 지속됩니다. 별이 커질수록 더 많은 핵융합 연료가 필요하지만 우주에는 가벼운 원소의 양이 제한되어 있습니다. 별은 핵융합 연료가 부족해지면 더 이상 성장할 수 없게 됩니다.별의 중심부에서는 핵융합 반응으로 인해 높은 온도와 압력이 발생합니다. 이 압력은 중력과 균형을 이루면서별을 안정적으로 유지합니다. 별이 너무 커지면 핵융합 반응으로 생성된 압력도 중력을 이기지 못하게 됩니다. 이는 별의 붕괴로 이어질 수 있습니다.별의 크기는 중력 균형 핵융합 연료 제한 압력 균형에 의해 결정됩니다.이러한 요인들 때문에 별은 무한정 커질 수 없으며 일정 크기 이상 커지면 붕괴하게 됩니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.02.04
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미세침패치 기술에 대해 설명해주세요~
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.미세침패치는 피부에 부착하여약물을 전달하는 첨단 의료 기술입니다. 주사기 대체 가능성을 보여주고 있지만,상용화까지는 아직 해결해야 할 과제가 남아 있습니다.미세한 바늘로 이루어져 있으며 피부에 통증 없이 약물을 전달합니다.약물을 저장하는 부분입니다.피부에 부착하는 부분입니다.미세침패치는 다음과 같은 과정으로 작동합니다.패치를 피부에 부착합니다.미세침이 피부를 통과하여 약물 저장소에 도달합니다.약물 저장소에서 약물이 피부에 천천히 방출됩니다.미세침패치는 다음과 같은 장점을 가지고 있어 주사기 대체 가능성을 보여주고 있습니다.미세침이 매우 작기 때문에 주사보다 통증이 훨씬 적습니다.주사기와 달리 의료 전문가 없이도 사용할 수 있습니다.바늘 부상 위험이 없으며 약물 오남용 가능성이 낮습니다.주사보다 편리하고 통증이 적기때문에 환자들이 약물을 꾸준히 복용할가능성이 높아집니다.미세침패치는 아직 상용화 초기 단계이며 다음과 같은 문제점을 해결해야 합니다.미세침패치는 주사기에 비해 약물 전달 효율이 낮습니다.미세침패치는 주사기에 비해 제작 비용이 높습니다.일부 환자들이 미세침패치 사용 후피부 자극을 경험할 수 있습니다.미세침패치는 현재 작은 분자 약물만 전달할 수 있습니다.미세침패치 기술은 지속적으로 발전하고있으며 앞으로 다음과 같은 분야에서 활용될 것으로 기대됩니다.당뇨병, 고혈압 등 만성 질환 치료에 사용될 수 있습니다.백신 접종을 더욱 편리하고안전하게 만들 수 있습니다.통증 완화 약물을 피부에 직접 전달하여 통증을 관리할 수 있습니다.미세침패치 기술은 의료 분야에큰 변화를 가져올 것으로 기대됩니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 전기·전자
24.02.04
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금속 3D프린팅 기술의 원리에 대해 알려주세요~
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.최근 NASA는 플라스틱 대신금속을 사용하는 3D 프린팅 기술 개발에 힘쓰고 있습니다. 이 기술은 기존 3D 프린팅 기술과는 다른 원리를 사용하며 우주 탐사 항공 의료 등다양한 첨단 분야에서 활용될 가능성이높습니다.SLM은 레이저를 사용하여 금속 분말을 선택적으로 용융시켜 3D 구조물을 제작하는 기술입니다. 레이저가 쪼여지는 부분만 용융되고 나머지는고체 상태로 유지되어 원하는 형태를만들 수 있습니다.EBM은 고에너지 전자빔을사용하여 금속 분말을 용융시키는기술입니다. SLM과 비교했을 때 높은 속도와 정밀도를 제공하며 더 큰 3D 구조물 제작에적합합니다.BJP는 액체 바인더를 사용하여금속 분말을 결합하는 기술입니다. 레이저나 전자빔을 사용하지 않기 때문에 비용이 저렴하고 다양한 재료를 사용할 수 있습니다.기존 제조 방식으로는 제작하기 어려운 복잡한 형태의 구조물을 제작할 수 있습니다.기존 부품보다 가벼운 무게로 제작하여 효율성을 높일 수 있습니다.필요한 부분만 제작하기 때문에 재료 낭비를 줄일 수 있습니다.기존 제조 방식보다 제작 시간을 단축할 수 있습니다.로켓 엔진 부품 인공위성 부품 등을 제작하여 우주 탐사 비용을 절감하고 효율성을 높일 수 있습니다.항공기 부품을 제작하여 항공기 무게를 줄이고 연료 효율을높일 수 있습니다.맞춤형 인공 관절 임플란트등을 제작하여 환자에게 최적화된 치료를 제공할 수 있습니다.자동차 부품을 제작하여 자동차 무게를 줄이고 연료 효율을 높일 수있습니다.건축 자재를 제작하여 건축 비용을절감하고 건축 시간을 단축할 수 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 기계공학
24.02.04
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