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무한궤도라는건 이론적으로 불가능한가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.대기가 없는 우주에서 무한궤도는 가능합니다.무한궤도는 지구의 중력에 의해 끌려가면서도 동시에 지구의 회전 속도와 같은 속도로 움직이는 궤도입니다. 이 경우 무한궤도 위의 물체는 지구의 중력에 의해 끌려가면서도 지구의 회전 속도에 의해 발생하는 원심력이 이를 상쇄하여 계속해서 궤도를 돌게 됩니다.대기가 없는 우주에서는 공기 저항이 없기 때문에 무한궤도 위의 물체는 아무런 저항을 받지 않고 계속해서 궤도를 돌 수 있습니다. 대기가 없는 우주에서 무한궤도는 이론적으로나 현실적으로 모두 가능합니다.하지만 현실적으로 무한궤도를 유지하기 위해서는 몇 가지 조건을 충족해야 합니다.무한궤도 위의 물체는 지구의 중력권 안에 있어야 합니다. 지구의 중력권 밖으로 벗어나면 지구의 중력에 의해 멀리 끌려나가게 됩니다.무한궤도 위의 물체는 지구의 회전 속도와 같은 속도로 움직여야 합니다. 지구의 회전 속도와 다른 속도로 움직이면 지구의 중력에 의해 끌려나가거나 지구와 충돌하게 됩니다.무한궤도 위의 물체는 공기 저항이나 다른 외부 요인에 의해 궤도가 흐트러지지 않아야 합니다. 공기 저항이나 다른 외부 요인에 의해 궤도가흐트러지면 결국 지구와 충돌하게 됩니다.대기가 없는 우주에서도 무한궤도는 가능하지만 현실적으로는 이러한 조건들을 충족해야 합니다.무한궤도는 지구의 중력에 의해 끌려가면서도 동시에 지구의 회전 속도와 같은 속도로 움직이는 궤도입니다. 이 경우 무한궤도 위의 물체는 지구의 중력에 의해 끌려가면서도 지구의 회전 속도에 의해 발생하는 원심력이 이를 상쇄하여 계속해서 궤도를 돌게 됩니다.이러한 현상을 이해하기 위해서는 지구의 중력과 원심력의 관계를 이해해야 합니다.지구의 중력은 지구의 중심에서 멀어질수록 약해집니다. 무한궤도 위의 물체는 지구의 중력에 의해 끌려가지만 지구의 중심에서 멀리 떨어져 있기 때문에 그 힘은 매우 약합니다.반면에 원심력은 물체가 회전하는 원심력을 말합니다. 원심력은 물체가 회전하는 방향으로 작용하며 그 크기는 물체의 질량과 회전 속도에 비례합니다.무한궤도 위의 물체는 지구의 회전 속도와 같은 속도로 움직이기 때문에 원심력이 매우 커집니다. 이 원심력이 지구의 중력에 의해 발생하는 힘을 상쇄하여 무한궤도 위의 물체는 계속해서 궤도를 돌게 됩니다.이러한 현상을 이해하기 위해서는 다음과 같은 공식을 이해해야 합니다.f_c = m v^2 / rf_c는 원심력m은 물체의 질량v는 물체의 속도r은 원심력의 중심과 물체 사이의 거리이 공식에 따르면 원심력은 물체의 질량과 속도에 비례하고 원심력의 중심과 물체 사이의 거리에 반비례합니다.무한궤도 위의 물체는 지구의 회전 속도와 같은 속도로 움직이기 때문에 원심력이 매우 커집니다. 무한궤도 위의 물체는 지구의 중심에서 매우 멀리 떨어져 있기 때문에 원심력의 중심과 물체 사이의 거리도 매우 큽니다. 원심력은 지구의 중력에 의해 발생하는 힘을 상쇄하여 무한궤도 위의 물체는 계속해서 궤도를 돌게 됩니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.01.18
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아이스크림의 비밀을 알려주세요
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.네 맞습니다. 아이스크림을 녹였다가 다시 얼리면 부드러운 식감이 사라지게 됩니다. 유화제와 액체가 분리됩니다. 아이스크림은 유화제와 액체 공기 등으로 이루어져 있습니다. 유화제는 액체와 공기를 한데 섞어주는 역할을 하는데 아이스크림이 녹으면 유화제가 분해되어 액체와 공기가 분리됩니다. 이 상태에서 아이스크림을 다시 얼리면 유화제가 재결합하지 못하여 부드러운 식감이 사라지게 됩니다.얼음알갱이가 생깁니다. 아이스크림의 원료인 액체와 물은서로 얼기 시작하는 온도가 다릅니다. 물의 어는점은 아이스크림 액체보다 높아서 물이 아이스크림보다 먼저 얼게 됩니다.녹인 아이스크림을 다시 얼리면 그 안에 원래 없던 얼음알갱이까지 생기게 됩니다. 이 얼음알갱이들이 아이스크림의 식감을 거칠게 만드는 원인이 됩니다.이러한 이유로 아이스크림을 녹였다가 다시 얼리면 부드러운 식감이 사라지고 딱딱하거나 얼음알갱이가 생긴 부실한 식감이 되게 됩니다. 아이스크림을 먹고 남겼다면 되도록 빨리 냉동고에 보관하여 녹지 않도록하는 것이 좋습니다.아이스크림을 녹였다가 다시 얼리더라도맛이 없지는 않습니다. 오히려 녹인 아이스크림을 믹서로 갈아서 먹으면 부드러운 빙수나 쉐이크처럼 즐길 수 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 화학
24.01.18
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헬륨이나 네온은 왜 폭발하지 않나요?아니면 헬륨도 폭발하나요
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.헬륨과 네온은 모두 비활성 기체로 화학 반응을 일으키기 어렵습니다. 폭발할 가능성이 매우 낮습니다.헬륨은 핵이 매우 작고 안정적이기 때문에 폭발할 가능성이 없습니다. 헬륨 원자의 핵은 양성자 2개와 중성자 2개로 이루어져 있으며 양성자와 중성자는 강한 핵력으로 결합되어 있습니다. 이 핵력은 매우 강력하여 헬륨 핵을 분리하기 위해서는 매우 큰 에너지가 필요합니다. 헬륨은 자연적으로 폭발하지 않습니다.네온은 헬륨보다 원자 크기가 약간 크지만 역시 화학 반응을 일으키기 어렵습니다. 네온 원자의 최외각 궤도에는 8개의 전자가 존재하며 이는 전자가 꽉 차 있는 상태입니다. 전자가 꽉 차 있는 상태에서는 화학 반응을 일으키기 어렵습니다.네온 역시 자연적으로 폭발하지 않습니다.헬륨과 네온을 매우 높은 압력과 온도에 노출시키면 폭발할 수 있습니다. 이러한 조건은 자연에서는 거의 발생하지 않습니다.일반적으로 헬륨과 네온은 폭발하지 않는 것으로 간주됩니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 화학
24.01.18
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물티슈나 비닐같은거는 잘 분해되지 않아서 환경에 안좋다고 하는데 소각해서 버리게 되도 분해가 잘 안되는건가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.물티슈나 비닐과 같은 제품은 분해되지 않는 특성 때문에 환경에 해를 끼칠 수 있습니다. 이러한 제품들은 주로 플라스틱과 같은 합성 재료로 만들어져 자연 분해가 어렵습니다. 플라스틱과 같은 합성 재료는 자연 상태에서 분해되는 데 수백 년이 걸릴 수 있습니다. 소각은 이러한 물질을 빠르게 제거하는 방법이 될 수 있지만 완전한 해결책은 아닙니다.플라스틱과 같은 소재를 소각할 때 유해한 화학 물질과 온실 가스가 방출될 수 있습니다. 대기 오염을 일으키고 기후 변화에 기여할 수 있습니다.소각 과정은 에너지를 많이 소모하며 때로는 생성되는 에너지보다 더 많은 에너지를 사용할 수 있습니다. 자원의 회수나 재활용이 어려워 자원의 비효율적인 사용을 초래할 수 있습니다.환경에 덜 해로운 대안을 모색하는 것이 중요합니다. 생분해성 물티슈나 재활용 가능한 소재로 만들어진 제품을 사용하는 것이 좋습니다.환경에 미치는 영향을 줄이기 위해서는 플라스틱 사용을 줄이고 재활용 가능한 제품을 선택하며 적절한 폐기물 관리 전략을 따르는 것이 중요합니다. 소각은 일부 상황에서 필요할 수 있지만 장기적으로는 지속 가능한 소재 사용과 폐기물 감소에 초점을 맞추는 것이 환경 보호에 더 도움이 됩니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 화학
24.01.18
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환경호르몬은 왜 발생하는지 궁금합니다.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.환경호르몬은 자연계에 존재하는 일부 화학물질 또는 인위적으로 만들어진 화학물질 중에서 내분비계의 기능을 교란할 수 있는 물질을 말합니다. 내분비계는 뇌하수체 갑상선 부신 생식선 등에서 분비되는 호르몬을 통해 신체의 성장 발달 생식 대사 등을 조절하는 기관입니다. 환경호르몬은 내분비계의 기능을 교란하여 다양한 건강 문제를 일으킬 수 있습니다.산업 활동 과정에서 사용되는 화학물질 중 일부는 환경호르몬으로 작용할 수 있습니다. 플라스틱 농약 살충제 페인트 염료 등이 있습니다. 화학물질은 공기 물 토양을 통해 환경으로 배출되고 먹이사슬을 통해 생태계에 축적될 수 있습니다.생활 폐기물에도 환경호르몬이 포함될 수 있습니다. 플라스틱 용기 전자제품 가전제품 등이 있습니다. 생활 폐기물은 소각이나 매립 과정에서 환경호르몬을 배출할 수 있습니다.자연계에도 환경호르몬으로 작용할 수 있는 화학물질이 존재합니다. 식물성 에스트로겐 자연 발생 다이옥신 등이 있습니다. 화학물질은 식물 동물 토양 등에 존재하며 환경호르몬으로 작용할 수 있습니다.환경호르몬은 노출 경로에 따라 다양한 건강 문제를 일으킬 수 있습니다. 환경호르몬은 생식기계 발달에 영향을 미쳐 기형 불임 성적 발달 장애 등을 일으킬 수 있습니다.환경호르몬은 암세포의 성장을 촉진하여 암 발생 위험을 증가시킬 수 있습니다.환경호르몬은 면역 체계를 손상시켜 면역력 저하를 일으킬 수 있습니다.환경호르몬은 신경계 발달에 영향을 미쳐 행동 장애를 일으킬 수 있습니다.환경호르몬은 인체에 미치는 영향이 매우 다양하고 복잡하기 때문에 아직까지도 완전히 밝혀지지 않은 부분이 많습니다. 환경호르몬에 대한 연구가 계속되고 있으며 환경호르몬 노출을 줄이기 위한 다양한 노력이 이루어지고 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 화학
24.01.18
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전압이 높아도 전류가 약하면 감전 안되죠??
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.전압과 전류는 모두 전기 감전의 위험에 영향을 미칩니다. 일반적으로 감전 사고의 위험은 전류의 크기에 더 크게 의존합니다. 전압이 전류를 결정하는 중요한 요소라는 점을 고려해야 합니다.전압은 전류가 흐르도록 하는 힘입니다. 높은 전압은 더 많은 전류가 몸을 통과하도록 할 수 있습니다. 높은 전압 자체가 반드시 위험한 것은 아닙니다. 정전기는 수천 볼트에 이를 수 있지만 매우 낮은 전류 때문에 일반적으로 위험하지 않습니다.전류의 크기가 인체에 미치는 영향이 감전 사고의 심각성을 결정합니다. 매우 낮은 전류라도 충분히 위험할 수 있으며 특히 심장을 거치는 경우 치명적일 수 있습니다.인체의 저항은 전류가 흐르는 정도에 영향을 미칩니다. 젖은 피부나 땀 등은 저항을 낮추어 더 많은 전류가 흐르게 하여 위험을 증가시킵니다.결론적으로 높은 전압이 반드시 치명적인 감전을 일으키는 것은 아니지만 전압이 높을수록 더 많은 전류가 흐를 수 있으며 이것이 위험을 증가시킵니다. 감전의 위험성은 전류의 크기 접촉 시간 전류 경로 그리고 개인의 건강 상태와 같은 여러 요인에 의해 결정됩니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 전기·전자
24.01.18
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왜 온도계에 들어가는 물질을 수은으로 사용하는건가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.온도계는 물질의 부피 변화를 이용하여 온도를 측정하는 장치입니다. 온도계에 들어가는 물질은 온도에 따라 부피가 크게 변해야 하며 부피 변화가 정확하고 일관되게 나타나야 합니다.수은은 이러한 조건을 모두 만족하는 물질입니다. 수은은 비중이 크고 온도에 따라 부피가 179%까지 변할 수 있습니다. 수은은 열팽창계수가 일정하여 온도에 따른 부피 변화가 정확하고 일관되게 나타납니다.따라서 수은은 온도계를 만들기 위한 가장 이상적인 물질 중 하나로 여겨져 왔습니다.수은은 독성이 강하기 때문에 최근에는 수은 대신 알코올이나 기체를 사용하는 온도계가 개발되고 있습니다.수은 온도계의 장점은 다음과 같습니다.정확하고 일관된 온도 측정 높은 감도 작은 크기 수은 온도계의 단점은 다음과 같습니다.독성이 강함 깨지기 쉽음 비싸다 수은 대체 온도계의 장점은 다음과 같습니다.독성이 없음 깨지지 않음 저렴함 수은 대체 온도계의 단점은 다음과 같습니다.정확도가 떨어짐 감도가 떨어짐 크기가 크다 결론적으로 수은 온도계는 정확하고 일관된 온도 측정이 필요한 분야에서 여전히 사용되고 있습니다. 수은의 독성 문제로 인해 수은 대체 온도계의 개발과 보급이 활발히 이루어지고 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 전기·전자
24.01.18
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고압선 주변에 거주하는게 과학적으로 인체에 어떤 문제가 있나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.고압선은 전압이 높기 때문에 인체에 미치는 영향이 걱정될 수 있습니다. 고압선이 인체에 미치는 영향은 크게 전기적 영향과 자기장 영향으로 나눌 수 있습니다.전기적 영향은 고압선에서 발생하는 전류가 인체를 통해 흐르면서 발생하는 영향을 말합니다. 고압선에서 발생하는 전류는 매우 강하기 때문에 인체를 통해 흐를 경우 심장마비 호흡곤란화상 등의 심각한 부상을 입을 수 있습니다.자기장 영향은 고압선에서 발생하는 자기장이 인체에 미치는 영향을 말합니다. 자기장은 인체의 뇌파 심전도 신경 활동 등에 영향을 미칠 수 있습니다. 장기간에 걸쳐 고압선의 자기장에 노출될 경우 두통 불면증 피로감 집중력 저하 등의 증상이 나타날 수 있다는 연구 결과가 있습니다.전압이 높을수록 인체에 미치는 영향이 커집니다.고압선과 인체의 거리가 가까울수록 인체에 미치는 영향이 커집니다.고압선에 노출되는 시간이 길수록 인체에 미치는 영향이 커집니다.아파트 바로 옆에 고압선이 지나가고 있다면 인체에 미치는 영향을 최소화할 수 있습니다.고압선과 인체의 거리를 유지합니다.고압선에 가까이 갈 때는 전기 절연 장갑 등을 착용합니다.고압선에서 발생하는 전자기파를 차단하는 제품을 사용합니다.아파트 모임에서 고압선이 인체에 굉장히 좋지 않다고 이야기한 것은 고압선에 노출될 경우 발생할 수 있는 부상이나 건강상의 문제를 걱정한 것으로 보입니다. 고압선에 노출되는 거리와 시간을 최소화하고 안전 수칙을 준수한다면 인체에 미치는 영향은 크게 줄일 수 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 전기·전자
24.01.18
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성냥을 그으면 불붙는 과학적원리가 뭔가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.성냥이 불을 붙는 원리는 마찰에 의한 발화입니다. 성냥을 성냥갑에 대고 문지르면 성냥 머리에 있는 백린과성냥갑의 적린이 마찰을 통해 반응하여 인산염을 생성합니다. 이 인산염은 매우 불안정한 화합물로 쉽게 분해되어 열과 함께 연소를 일으킵니다.성냥 머리는 백린 황 밀랍 등의 성분으로 이루어져 있습니다. 백린은 매우 불안정한 화합물로 쉽게 연소할 수 있습니다. 황은 백린을 연소시키는 역할을 합니다. 밀랍은 성냥 머리를 고정하고 마찰을 통해 발생하는 열을 전달하는 역할을 합니다.성냥갑의 안쪽은 적린으로 코팅되어 있습니다. 적린은 백린과 반응하여 인산염을 생성합니다.성냥 머리: 백린 황 밀랍성냥갑: 적린마찰: 백린과 적린을 반응시켜 인산염을 생성인산염: 열과 함께 연소를 일으킴이 원리를 적용하여 마찰만으로 불을 붙일 수 있는 성냥이 개발되었습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 화학공학
24.01.18
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지구가 꼭 원시태양계에서 만들어졌다는 증거는 없지않나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.네 지구가 다른 행성들과 같이 원시태양계가 되는 성운 속에서 미행성체를 거쳐 태양계 행성이 되었다는 것이 현재까지 가장 유력한 가설입니다. 이러한 가설을 뒷받침할 만한 직접적인 증거는 아직까지 발견되지 않았습니다.포획설은 이러한 증거의 부재를 이유로 제시되는 가설입니다. 포획설은 저 멀리서 지나가던 소행성이나 혜성이 원시태양계에 들어와 지구가 되었다는 가설입니다. 이 가설은 지구의 구성 성분과 다른 행성의 구성 성분이 비슷하다는 점 지구의 궤도가 태양계의 다른 행성과 비슷하다는 점 등을 근거로 합니다.포획설은 지구의 형성 과정을 보다 간단하게 설명할 수 있다는 장점이 있습니다. 포획설에도 몇 가지 문제점이 있습니다. 소행성이나 혜성이 원시태양계에 들어올 확률이 매우 낮다는 것입니다. 포획된 소행성이나 혜성이 지구의 크기와 질량을 갖게 되려면 상당한 시간이 걸렸을 것으로 추정되는데 이 기간 동안 지구가 다른 행성들과 충돌하지 않고 살아남을 수 있었을지에 대한 의문이 있습니다.결론적으로 지구의 형성 과정에 대한 포획설은 아직까지 가설의 단계에 머물러 있습니다. 더 많은 연구를 통해 포획설이 지지를 받을 수 있는 증거가 발견된다면 지구의 형성 과정에 대한 우리의 이해가 크게 달라질 수 있을 것입니다.개인적으로는 포획설이 지구의 형성 과정을 설명하는 한 가지 가능성으로 생각합니다. 포획설이 지구의 형성 과정을 완전히 설명할 수 있는지는 아직까지 의문입니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.01.18
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