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자기부상열차 원리가 궁금합니다,.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.자기부상열차가 움직이기 위해서는 열차를 선로로부터 띄우는 힘과 열차를 원하는 방향으로 진행시키는 두 가지의 힘이 필요하다. 열차를 선로에서 띄우는 방법은 크게 자석 양극의 반발력을 이용하는 반발식(electrodynamic suspension)과 자석과 자성체간의 인력을 이용하는 흡인식(electromagnetic suspension)으로 나눌 수 있다. 일반적으로 반발식은 흡인식보다 제어 측면에서 장점을 갖지만, 저속에서는 코일에 유도된 자속이 차체를 띄울 수 있을 만큼 충분하지 못해 약 100km/h 이하의 속도에서는 바퀴를 사용해야 한다. 이에 비해 흡인식 열차는 차량의 부상력을 제어해 균형을 유지하는 부분이 복잡하지만 저속에서도 부상이 가능하다는 장점이 있다
학문 / 전기·전자
22.12.18
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번개와 천둥의 차이점은 무엇일가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.1. 번개번개구름 속에서 분리 축적된 음·양의 전하 사이 또는 구름 속의 전하와 지면에 유도되는 전화와의 사이에서 발생하는 불꽃방전을 말한다. 번개방전 또는 뇌방전이라고도 하며, 구름속의 전하 사이의 방전을 구름속방전, 구름방전 또는 구름사이방전, 구름과 지면 사이의 방전을 대지방전 또는 벼락이라고 한다.어느 쪽의 방전도 규모가 대단히 크고, 방전 직전의 양쪽 전하 중심 사이의 전위차는 1억∼10억V, 중화되는 전하는 통상 20∼30 쿨롬으로서, 방전로의 길이는 수km로부터 십수km에 이른다. 번개는 좁은 의미로는 이 방전에 의한 발광현상을 말한다. 이 방전에 의하여 나는 소리를 천둥이라고 한다.2. 천둥공중전기의 방전에 의하여 발생하는 소리를 말한다. 공중전기의 방전로는 30,000K의 고온에 달하여 초음속으로 팽창하게 되므로 기압의 충격파를 일으켜 천둥을 울리게 한다. 천둥 그 자체는 0.5초 이하의 단시간의 현상이지만 방전로의 길이가 2∼14km에 이르고 있으므로 귀까지의 도달시간 차이 때문에 소리가 길게 끌면서 들린다. 천둥이 들리는 범위는 30km 정도이다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.12.18
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불꽃 색깔별로 온도가 다른 과학적인 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.불의 색이 다른 이유는 원소의 형태와 온도가 달라지기 때문입니다. 불은 온도가 올라갈수록 파란색을 띄고, 온도가 낮을수록 붉은 색을 나타냅니다. 가스레인지 불이 정상적으로 완전연소가 될 경우 파란색 불이 켜져야 됩니다. 하지만 붉은색 불이 나올 경우 위에 나열한 경우가 원인이 되는 경우가 많습니다. 빨간 불이 나올 경우 가스가 불완전연소로 인해 생기게 되는데요. 이럴 때 일산화탄소가 남아 있기 때문에 가스불이 붉은색일 경우 계속 사용하지 말아야 합니다.
학문 / 화학
22.12.18
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초승달과 그믐달의 차이를 설명해주세요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.▶구분법①초승달과 그믐달을 구분하는 가장 쉬운 방법은 달의 삭망(朔望) 주기를 한 달의 기준(29.5일)으로 삼고 있는 음력 날짜를 확인하는 것입니다. 달은 달의 모습이 보이지 않는 삭(朔,음력 초하루, 태양과 지구사이에 달이 위치함)으로 시작해 상현달-보름달-하현달-그믐달 순으로 모습을 바꿉니다. 초승달은 음력 3~4일경 뜨는 눈썹 모양의 달이며 그믐달은 음력 27~28일 즈음에 볼 수 있습니다. 서양에서는 초승달을 새달이라고 해서 New Moon, 그믐달을 오래된 달이라 Old Moon이라고 부릅니다.☞삭과 망: 삭(朔,초하루 삭, 달의 위치가 태양과 지구사이)은 음력 초하루이며 망(望, 지구 위치가 태양과 달사이)은 보름(음력 15일)을 말합니다. ②초승달과 그믐달은 달이 뜨는 시간으로도 알 수 있습니다. 아침에 떠서 저녁에 서쪽으로 지는 초승달은 초저녁 서쪽 하늘에 낮게 떠 있다 사라지며, 새벽녘에 뜨는 그믐달은 해가 뜨기 직전 동쪽 하늘에 잠깐 나타났다 날이 밝으면 금방 시야에서 사라집니다.③초승달과 그믐달은 손톱 모양을 이용해 구분하기도 하는데 손을 손등이 눈앞으로 향하게 해서 볼 때 달의 모습이 왼손 엄지손톱같이 오른쪽으로 보이면 초승달, 오른손 엄지손톱같이 왼쪽으로 보이면 그믐달이라는 것으로 이 방법은 우리나라와 같이 지구 북반구에서만 적용합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.12.18
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3000rpm은 1분에 엔진이 3000번 회전
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.분당 회전수를 가리킨다. 보통 자동차의 엔진 회전수 또는 컴퓨터의 하드디스크 속도를 나타내는 단위로 많이 쓰지만, 실제로는 모든 회전체의 회전수를 나타낼 때 쓰는 단위이다. 예를 들어, 골프나 야구에서도 볼이 날아갈 때는 일정한 속도로 회전하면서 날아가는데, 이때도 볼이 1분당 몇 번 회전하는가를 나타내고자 할 경우, RPM을 단위로 쓴다. 이처럼 회전하는 모든 물체의 1분당 회전수를 나타내는 단위가 RPM이다.자동차·오토바이 따위의 경우에는 회전속도계를 통하여 표시되는데, 자동차는 일반적으로 계기판에 설치된 엔진 회전계를 가리킨다. 이 회전계에 보면 0에서부터 9까지의 숫자가 표시되어 있다. 여기서 1은 1,000rpm을, 2는 2,000rpm을 의미한다. 1,000rpm은 엔진의 주축인 크랭크축이 1분에 1,000바퀴를 돈다는 뜻이다. 다시 말하면 엔진이 1분당 1,000번을 돌면 1,000rpm, 1,500번 돌면 1,500rpm이다.RPM이 높아지는 것은 곧 엔진의 회전수가 많아진다는 뜻이고, 회전수가 많아진다는 것은 그만큼 자동차의 출력과 속도에도 영향을 준다는 뜻이다. 다시 말해 토크가 일정하다면, RPM이 높아질수록 속도가 높아진다. 그러나 RPM과 자동차의 속도가 꼭 비례하는 것은 아니다. 왜냐하면 자동차의 출력(마력)은 엔진의 회전력인 토크와 RPM을 곱한 값이기 때문에, 토크의 영향도 받는다.
학문 / 기계공학
22.12.18
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폭포에서 물이 떨어질때 왜 큰소리가 나나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.물의 높이 차이와 흐르는 물의 양 그리고 바위와의 마찰력에 의해서 소리가 차이가 납니다.!!!
학문 / 지구과학·천문우주
22.12.18
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얼음이 소금과 만나면 온도가 더 내려간다고 하던데요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.얼음과 소금이 만나면 영하 이하의 온도를 만들 수 있습니다.그 이유는 융해열 때문인데요.얼음이 녹아서 물이 되지요?이 물에 소금이 녹습니다.소금이 녹을때, 주위의 열을 흡수를 하게되는데, 물에 녹으므로 물의 온도가 내려가게 됩니다.그런데 일반적인 물이 아니라 소금물이기 때문에 영하가 되어도 얼지 않지요.(얼음이 방금 녹은 물이라 물의 온도는 원래 0도에 가깝구요.)그렇게 차가운 물이 얼음을 감싸고 있으므로 얼음도 녹지않고 온도가 내려가게 됩니다.
학문 / 화학
22.12.18
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유리를 만드는 재료가 모레라고 하던데요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.유리는 규토와 산화칼슘, 소다, 마그네슘을 혼합한 후, 용광로에서 섭씨 1,500도로 녹여서 만든다. 대부분의 초기 용광로들이 유리를 적절히 녹이기에는 열기가 부족했기 때문에 유리는 소수의 사람들만이 사용할 수 있는 사치품이었다. 이러한 상황은 기원전 1세기에 취관이 발명되면서 달라졌다.유리 생산이 로마 제국 전역으로 널리 확산되면서 유리는 더 이상 사치품이 아니게 되었다. 유리 생산은 15세기 베네치아에서 특히 번창했는데, 베네치아에서는 '크리스탈로'라고 알려진 소다석회 유리가 개발되었다. 베네치아의 유리 제품은 세계에서 가장 정교하고 우아하다고 알려졌다.유리는 보통 투명하거나 반투명한, 깨지기 쉬운 물질이지만 만드는 방법에 따라 채색을 할 수도 있다. 유리를 만들기 위한 세 가지 구성요소는 알칼리와 흙, 금속 산화물이다. 창문에 사용되는 크라운 유리는 납을 사용하지 않고 검정색의 산화 망간을 포함한다. 값싼 병 유리는 산화철과 알루미나, 규토로 만든다.1950년대에 앨러스테어 필킹턴 경이 '플로트 유리 공법'을 도입했다. 이는 현재까지도 유리를 만드는 데 사용되는 혁신적인 방법이다. 이 공정에서는 점성이 강한 얇은 막의 유리를 액체 상태로 용해된 주석 위에 띄운다. 이 두 성분은 서로 섞이지 않기 때문에 접촉면은 완벽하게 매끄러운 평면이 된다.그 외에도 안전 유리, 내열 유리를 비롯하여 가는 유리 섬유를 따라 광파가 전달되는 광섬유 등이 개발되었다. 광섬유 장비는 전자 통신이나 인체에서 접근 불가능한 부분을 보기 위한 의학적 용도로 사용된다.
학문 / 토목공학
22.12.18
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금속탐지기는 어떤 원리인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.금속탐지기 원리를 알기 위해서는 자기장에 대한 이해가 필요합니다.전자기유도와 와전류 또는 맴돌이 전류를 이용하여 보이지 않는 금속 물질을 탐지하는데요.교류 전류가 흐르는 코일에 의해 자기장이 발생하면, 금속에 맴돌이 전류가 발생하고금속탐지기는 이 전류에 의해 발생된 자기장을 이용하여 금속을 탐지할 수 있는 것이죠.금속탐지기는 총 3가지 방식으로 작동되는데요.어떤 방식인지 간단하게 알아볼까요?비트 주파수 발진기(BFO) 방식비트 주파수 발진기 방식은 구조가 간단하여 제작 및 판매 비용이 저렴합니다.그러나 저주파나 펄스 유도 방식과는 달리 정확도가 떨어지고미세한 조정이 불가능하다는 단점이 있다 보니주로 작은 휴대용 탐지기로 사용합니다.저주파(VLF) 방식저주파 방식은 현재 가장 많이 쓰이는 형태의 금속탐지기로두 개의 동심원 코일로 이루어져 있는데바깥쪽 코일이 발신기, 안쪽 코일이 수신기 역할을 합니다.저주파 방식의 가장 큰 특징은 위상 차이를 이용하여금속 물체를 구분할 수 있다는 것입니다.펄스 유도(PI) 방식펄스 유도 방식은 코일 하나로 발신과 수신을 동시에 하도록 되어 있어요.코일에 짧은 펄스를 보내면 펄스가 끝날 때 아주 짧은 유도전류가 발생합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.12.18
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핫팩의 과학적인 원리가 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.핫팩의 경우 매우 곱고 미세한 철 가루를 사용하는데 그 표면적이 상대적으로 넓어서 공기와 쉽게 접촉해 공기와의 산화반응이 빨라지게 하며 같이 포장되어 들어있는 소금과 활성탄도 역시 산화반응이 빠르게 일어나도록 도와준다. 물론 이러한 핫팩은 사용 전에 공기가 잘 투과되지 않도록 포장을 처리하여 제품을 운반하거나 보관할 때 산화반응이 일어나지 않도록 하고 있다.
학문 / 물리
22.12.18
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