답변 내역

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.전력은 전압 곱하기 전류라서, 같은 전력을 쓸 때 220V는 110V보다 전류가 절반만 흘러요. 전선에서 열로 새는 손실은 전류의 제곱에 비례하니 손실이 4분의 1로 줄고, 같은 굵기의 전선으로 더 많은 전력을 보낼 수 있어요. 우리나라 콘센트 하나로 3kW 넘는 전기 주전자를 쓸 수 있는 반면, 미국 120V 콘센트는 보통 1.8kW 정도가 한계라 물 끓는 속도부터 차이가 나요. 우리나라가 1970년대부터 30년 넘게 비용을 들여 110V에서 220V로 바꾼 것도 배전 손실을 줄이고 늘어나는 전력 수요를 감당하기 위해서였어요.단점은 감전 위험이에요. 몸에 걸리는 전압이 높으면 흐르는 전류도 커져서 같은 사고라도 더 위험해요. 그래서 220V 체계에서는 접지 콘센트와 누전차단기가 필수예요. 이미 110V로 깔린 나라에서는 배선과 가전을 모두 바꿔야 해서 전환 비용이 막대하다는 문제도 있어요.미국은 정확히는 120V, 일본은 100V를 써요. 미국 가정도 건조기나 전기레인지처럼 큰 전력이 필요한 기기에는 240V를 따로 끌어 써요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.RCS를 줄이는 첫 단계는 형상 설계예요. 레이더파는 거울처럼 입사한 각도대로 반사되니, 함정 측면과 상부 구조물 벽을 10° 안팎으로 기울여 레이더가 온 방향이 아닌 하늘이나 수면 쪽으로 튕겨 보내요. 벽과 갑판이 직각으로 만나면 반사파를 그대로 되돌려 보내는 코너 반사기가 되니 모서리를 없애고, 크레인이나 계류 장비는 덮개 안에 숨겨요. 안테나는 매끈한 통합 마스트 안에 넣고, 선체 모서리 방향을 몇 가지 각도로 맞춰 반사를 좁은 방향에만 몰아요. 형상만으로 줄이지 못한 부분에는 전자기파를 흡수해 열로 바꾸는 페라이트나 탄소 계열 전파흡수재를 발라요.적외선 쪽은 가스터빈 배기가 가장 큰 열원이에요. 배기관에 이덕터를 달아 빠져나가는 배기 흐름으로 주변 찬 공기를 빨아들여 섞고, 필요하면 바닷물을 분사해 온도를 낮춰요. 달궈진 연통 내벽은 외부에서 직접 보이지 않게 가려요. 햇볕에 데워진 선체는 바닷물을 뿌리는 살수 장치로 식히고, 방사율이 낮은 도료와 기관실 단열로 주변 바다와의 온도 차를 줄여요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.전반사가 일어나려면 빛이 굴절률이 큰 매질에서 작은 매질로 나아가야 하고, 입사각이 임계각보다 커야 해요.스넬 법칙 n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂에서 n₁이 n₂보다 크면 굴절각 θ₂가 항상 입사각 θ₁보다 커요. 입사각을 키우다 보면 굴절각이 먼저 90°에 닿아 빛이 경계면을 따라 스치듯 나가는데, 이때의 입사각이 임계각이고 sinθc = n₂/n₁로 구해요. 입사각이 이보다 커지면 sinθ₂가 1을 넘어야 해서 굴절이 불가능해지고, 빛은 전부 반사돼요. 공기에서 물로 들어가는 것처럼 굴절률이 커지는 쪽으로 가면 굴절각이 입사각보다 작아서 입사각을 아무리 키워도 전반사가 생기지 않아요.물에서 공기로 나갈 때 임계각은 약 48.8°예요. 수영장 바닥에서 수면을 올려다보면 위쪽 원 안으로만 하늘이 보이고 그 바깥은 거울처럼 바닥이 비쳐 보여요. 광섬유는 코어 굴절률을 1.48, 바깥 클래딩을 1.46 정도로 조금 낮춰 임계각이 약 80.6°가 되고, 축에 거의 나란히 들어온 빛이 경계에서 전반사를 반복하며 수십 km를 나아가요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.충분히 가능해요. 전자책 표준인 EPUB 파일은 압축을 풀어 보면 HTML 문서 여러 장과 CSS 파일, 이미지가 들어 있는 묶음이에요. 전에 하신 이미지 위주 작업은 화면 구성이 고정된 고정형 EPUB에 가깝고, 이번에는 글자 크기를 바꾸면 문단이 다시 흘러가는 리플로우형을 주로 다루게 될 가능성이 커요.전자책에 쓰는 HTML은 웹사이트 개발보다 범위가 훨씬 좁아요. 제목 h1~h3, 문단 p, 이미지 img, 구역을 나누는 div와 span, class 이름 붙이는 법 정도면 대부분의 책을 만들 수 있어요. CSS도 글자 크기, 줄 간격, 들여쓰기, 여백, 정렬 정도를 주로 쓰고 자바스크립트는 거의 쓰지 않아요. 매일 한두 시간씩 보면 2~3주 안에 기본 조판은 손에 익어요.입사 전까지 무료 EPUB 편집기인 시길(Sigil)을 설치해서 가지고 있는 전자책 파일을 열어보세요. 이미 만들어진 책의 코드와 화면을 나란히 보며 한 줄씩 고쳐보면 태그 역할이 금방 감이 오고, 이사님께 배울 때도 훨씬 빠르게 따라가실 수 있어요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.MEMS는 미세전자기계시스템의 약자로, 반도체 공정으로 실리콘 웨이퍼 위에 움직이는 기계 구조를 만들어요. 스퍼터링이나 CVD로 박막을 올리고, 포토리소그래피로 패턴을 그린 뒤 식각으로 깎아내는 과정을 반복해요. 깊은 홈은 식각과 보호막 증착을 번갈아 하는 DRIE로 수백 μm까지 파내요. 떠 있는 외팔보나 얇은 막은 구조층 아래에 산화막을 깔아 두었다가 마지막에 HF로 녹여내는 희생층 공정으로 만들어요.압전 센싱은 AlN이나 PZT처럼 결정 구조가 비대칭인 박막을 이용해요. 이런 결정은 힘을 받아 변형되면 양이온과 음이온의 중심이 어긋나면서 표면에 전하가 생기고, 그 양은 가해진 응력에 비례해요. 가속도 센서는 외팔보 끝의 질량이 흔들릴 때 보에 붙은 압전막이 휘면서 전압이 나오고, 이 전압으로 가속도를 읽어요.통신 쪽에서는 스마트폰에 들어가는 BAW 필터가 같은 원리를 거꾸로 써요. AlN 박막에 전압을 걸어 수 GHz로 진동시키면 막 두께에 맞는 주파수에서만 강하게 공진해서, 원하는 대역의 신호만 골라 통과시켜요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.CFD를 이용해 저항을 줄이는 설계를 공력 형상 최적화라고 불러요. 날개 단면이나 차체 표면을 B-스플라인 제어점이나 FFD 같은 방식으로 수십에서 수백 개의 설계 변수로 표현하고, 이 변수를 바꿔가며 CFD로 항력계수를 계산해 항력이 줄어드는 방향으로 형상을 반복해서 고쳐 나가요.변수가 많을 때 가장 널리 쓰는 방법은 수반 방정식(adjoint) 기반 최적화예요. 변수를 하나씩 바꿔 매번 해석하면 변수 수만큼 계산이 필요한데, 수반 방법은 유동 해석 한 번과 수반 해석 한 번만으로 모든 변수에 대한 항력 민감도를 한꺼번에 구해요. 변수가 적거나 목표가 여러 개면 몇십 개 형상을 해석해 근사 모델을 만들고 유전 알고리즘으로 최적점을 찾기도 해요.항공기에서는 이렇게 충격파를 약하게 만들어 조파항력을 줄인 초임계 날개, 날개 끝 소용돌이를 줄이는 윙렛 형상이 다듬어졌어요. 자동차는 뒷부분에서 흐름이 떨어져 나가는 후류가 저항의 큰 몫을 차지해서, 꼬리를 비스듬히 잘라낸 캄 테일이나 하부 디퓨저 형상을 조정해 압력 저항을 줄여요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.렌즈 공식 1/a + 1/b = 1/f에 물체 거리 a = 2f를 넣으면 1/b = 1/f − 1/(2f) = 1/(2f)가 되어, 상도 렌즈 반대편 2f 지점에 생겨요. 배율은 m = −b/a = −1이라서 크기는 물체와 똑같고, 마이너스 부호는 위아래가 뒤집혔다는 뜻이에요. 렌즈를 통과한 빛이 실제로 한 점에 모여 만든 상이라 스크린에 맺을 수 있는 실상이고, 물체와 같은 크기의 도립 실상이 돼요.물체 꼭대기에서 광축과 나란히 나간 빛은 렌즈를 지나 반대편 초점을 통과하고, 렌즈 중심을 지나는 빛은 꺾이지 않고 직진해요. 두 빛은 반대편 2f 위치에서, 광축 아래로 물체 높이만큼 내려간 지점에서 만나요. 물체와 상이 렌즈를 기준으로 완전히 대칭을 이뤄요.물체를 2f보다 멀리 두면 상은 f와 2f 사이에 작게 맺히고, f와 2f 사이에 두면 2f 바깥에 크게 맺혀요. 2f 위치는 그 경계여서 물체와 상 사이 거리가 4f로 가장 짧아지고, 실험실에서는 스크린에 같은 크기의 상이 맺히는 위치를 찾아 렌즈의 초점 거리를 재기도 해요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.소리 속도는 v = √(K/ρ)로, 매질이 압축되기 어려운 정도인 체적탄성률 K와 밀도 ρ의 비로 정해져요. 물은 공기보다 약 800배 무거운 대신 압축하기가 약 1만 5천 배 어려워서, 탄성 쪽이 크게 이겨 소리가 공기에서 초속 약 340m, 물에서 약 1,500m로 빨라져요. 원자끼리 단단히 묶인 고체는 더 빨라서 강철에서는 초속 5,900m 정도예요.사람은 소리가 양쪽 귀에 닿는 시간차로 방향을 가늠하는데, 물속에서는 이 시간차가 4분의 1 이하로 줄어요. 게다가 물과 머리뼈의 음향 성질이 비슷해서 소리가 귓구멍 대신 머리뼈 전체를 타고 양쪽 속귀에 거의 동시에 들어오니 방향을 가리기 어려워요.돌고래는 콧구멍 아래 기관에서 딸깍 소리를 내고, 이마의 지방 덩어리인 멜론이 이 소리를 앞쪽으로 모아 쏘아요. 물체에 맞고 돌아온 메아리는 아래턱의 지방을 거쳐 귀로 전달되고, 돌아오는 데 걸린 시간으로 거리를, 메아리의 세기와 모양으로 크기와 재질을 알아내요. 밀도 차이까지 구분해서 모래 속에 숨은 물고기도 찾아내요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.뇌가 전기 신호로 움직이는 건 맞지만, 그 신호를 빠르게 넣는다고 지식이 쌓이지는 않아요. 뉴런은 전기 신호를 1초에 많아야 수백 번 정도 내보낼 수 있고, 무엇보다 배움은 신호가 지나가는 순간이 아니라 그 뒤에 일어나요. 새로운 내용을 익히면 뉴런 사이 연결 부위인 시냅스에서 단백질이 새로 만들어지고 구조가 바뀌는데, 이 과정에 몇 시간에서 며칠이 걸리고 상당 부분은 잠자는 동안 정리돼요.지식이 파일처럼 한곳에 저장되는 것도 아니에요. 같은 단어를 외워도 사람마다 이미 가진 기억과 얽혀 서로 다른 연결 패턴으로 남아서, 외부에서 정해진 신호를 밀어 넣어 복사할 방법이 없어요.현재 기술로는 머리 밖에서 약한 전류나 자기장을 흘리는 tDCS나 TMS가 집중력이나 학습에 주는 효과를 연구하고 있는데, 효과가 작고 사람마다 들쭉날쭉해요. 뇌에 전극을 심는 뇌-컴퓨터 인터페이스도 지금은 뇌 신호를 읽어 커서를 움직이는 수준이고, 거꾸로 정보를 써 넣는 기술은 아직 없어요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.네, KTX나 SRT 같은 고속열차도 전기로 달려요. 선로 위에 걸린 전차선에 25,000V 교류가 흐르고, 열차 지붕의 팬터그래프가 이 전선에 닿아 전기를 받아요. 받은 고압 전기는 열차 안 변압기에서 전압을 낮춘 뒤 전력변환장치를 거쳐 견인 전동기를 돌려요. 원리는 지하철과 같은데, 지하철이 주로 1,500V 직류를 쓰는 데 비해 고속열차는 훨씬 높은 전압으로 큰 출력을 내요. 브레이크를 걸 때는 전동기를 발전기처럼 돌려 만든 전기를 전차선으로 돌려보내기도 해요.자기부상열차는 바퀴 대신 자석의 힘으로 레일 위 1cm 안팎을 떠서 달려요. 레일과 닿지 않으니 마찰과 소음이 적고, 레일을 따라 배열된 전자석의 극을 차례로 바꿔 열차를 끌어당기고 밀어내는 선형 전동기로 나아가요. 뜨는 것도 나아가는 것도 모두 전기로 해요.중국 상하이 공항 노선은 최고 시속 430km 안팎으로 상업 운행 중이고, 일본은 시속 500km급 초전도 자기부상 신칸센을 짓고 있어요. 국내에서는 인천공항에 저속형 자기부상열차가 운행된 적이 있어요 :)