비슷한 크기의 짐인데도 손으로 들면 무겁고 등에 메면 훨씬 가볍게 느껴지는 이유는 단순히 자세 때문만일까요?? 어떤 과학적인 이유가 있나요??
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.많이들 자세때문이라고 생각하는데, 사실은 몸에 걸리는 힘의 방식이 달라졌기 떄문이에요.손으로 짐을 들면 무게가 몸에서 멀리 떨어져 잇어 팔과 어깨, 허리에 큰 부담이 생깁니다. 지렛대처럼 무게가 몸을 앞으로 당기기 때문에, 넘어지지 않으려면 허리와 어깨 근육이 계속 힘을 써야 하죠반면 등에 메면 무게 중심이 몸과 훨신 가까워집니다. 짐의 무게가 척추와 골반을 따라 다리까지 고르게 전달 되기 때문에 특정 근육만 버티는 것이 아니라 몸 전체가 함께 하중을 나누게 됩니다. 그래서 실제 무게는 같아도 훨씬 가볍게 느껴져요 :)
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체력 기르는 법 알려주세요 지치지 않게
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.많은 분들이 체력은 운동만 열심히 하면 생긴다고 생각하는데, 오히려 꾸준히 회복하는 습관이 더 중요해요. 가장 효과적인 방법은 빠르게 걷거나 자전거 같은 유산소 운동을 주 3~5회 꾸준히 하는 거예요. 여기에 주 2~3회 근력 운동을 더하고, 잠을 7~9시간 충분히 자면 같은 일을 해도 훨신 덜 지치게 돼요.처음부터 무리하기 보다 조금씩 운동량을 늘리는 것이 오래가는 체력을 만들 수 있을거에요. 체력은 하루만에 생기는 것이 아니라 매일의 습관이 쌓여 만들어 진답니다 :)
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합금은 왜 순수한 금속보다 강도가 더 세지나요?
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.합금이 더 단단한 비결은 섞인 원자가 금속 내부의 미끄러짐을 막아주기 대문이에요.순수한 금속은 같은 크기의 원자들이 아주 반듯하게 줄지어 있어요. 그런데 이렇게 가지런하면 오히려 약해져요. 힘을 받으면 원자층이 미끄러지듯 밀려나면서 쉽게 휘어지거든요. 반듯한 벽돌 담이 옆에서 밀면 층을 따라 미끄러지는 것과 비슷해요.여기에 크기가 다른 원자를 섞으면 다른 원자가 줄 사이에 끼어들어 반듯하던 배열이 울퉁불퉁 흐트러져요. 그러면 원자 층이 미끄러지려 해도 이 끼어든 원자에 턱턱 걸려 잘 밀리지 못해요 ㅠ_ㅠ 미끄러짐을 막는 방해물이 곳곳에 박힌셈이죠. :)
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달에서는 몸무게가 줄어드는데 질량도 줄어드나요?
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.질량은 달에서도 그대로예요. 줄어드는건 무게 뿐이에요. 이 둘의 개념이 달라요질량은 몸을 이루는 물질의 양이에요. 내 몸속 원자의 갯수라고 보시면 돼요. 이건 내가 지구에 잇든 달에 있든 우주 어디에 있든 변하지 않아요. 물질이 사라지는게 아니니까요.반면 무게는 그 물질을 별이 끌어당기는 힘이에요. 그래서 중력이 세면 무겁고 약하면 가벼워져요. 달은 지구보다 중력이 1/6이라, 같은 몸인데도 끌어당기는 힘이 약해 저울 눈금이 1/6로 줄어드는거에요.쉽게 비유하자면 질량은 물건 자체이고, 무게는 그 물건을 지구가 얼마나 세게 붙잡느냐에요. 물건은 그대로인데 붙잡는 힘이 달라질 뿐이죠 :)
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사과가 떨어지는 것과 달이 지구를 도는 게 왜 같은 힘 때문인가요?
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.사실 달도 사과처럼 지구로 떨어지고 있어요, 다만 옆으로 원낙 빠르게 움직여서 계속 비껴떨어질 뿐이죠.먼저 둘 다 같은 힘인 이유부터 보면, 뉴턴은 사과를 떨얻뜨리는 힘이 달까지 뻗어있다고 생각했어요. 지구가 사과를 당기듯 달도 사과를 당긴다는거죠. 이 힘이 바로 만유인력이에요.그럼 왜 달은 안떨어질까요? 왜냐하면 여기에는 옆으로 던지는 속도가 있기 때문이에요. 공을 수평으로 던지면 앞으로 가면서 동시에 아래로 떨어져 결국 땅에 닿잖아요. 그런데 아주 빠르게 던지면 어떻게될까요? 공이 떨어지는 만큼 지구 표면도 둥글게 휘어져 멀어져서 동이 땅에 닿지 못하고 계속 지구를 돌게 돼요.달이 딱 이상태에요. 지구로 떨어지는 동시에 옆으로 빠르게 움직이니, 떨어지는 곡선이 둘레와 나란해져서 영원히 돌게 되는거랍니다 :)
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우주복 장갑은 어떻게 두꺼우면서도 정밀한 작업이 가능하게 만들어지나요?
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.우주 장갑은 두꺼운데도 손가락이 접히게 만드는게 중요한 포인트에요먼저 왜 두꺼워야 되는지 보면, 우주는 진공이라 장갑 안에 공기 압력을 채워야 해요, 이 압력이 장갑을 빵빵하게 부풀리는데, 그대로 두면 풍선처럼 딱딱해셔 손가락을 구부릴 수가 없어요.그래서 관절 부분에 특벌한 장치를 넣는데, 손가락마다마다 주름을 잡거나 얇은 금속 고리를 넣어서, 부푼 상태에서도 그 부분만 잘 접히도록 만드렁요. 압력은 견지되 정해진 곳에서 자연스럽게 굽어지는거죠.또 손끝은 얇게 손등은 두껍게 부위별로 두께를 조절해서 감각이 필요한 손끝은 최대한 얇게 만들어 물체를 느낄수 있게 해요.여기에 극한의 온도를 막는 여러 겹의 특수소재를 겹쳐서 완성해요 :)
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보냉이나 보온이 되는 텀블러(물병 또는 컵)는 어떻게 만들어지나요?
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.텀블러가 온도를 유지하는 포인트는 이중벽 사이의 진공층이에요.열은 공기나 물질을 통해 전달되는데, 텀블러는 안쪽 벽과 바깥쪽 벽 사이를 진공으로 비워둬요.진공은 열을 옮길 물질이 없으니, 안의 차가움이나 따뜻함이 바깥으로 빠져나가지 못해요. 보온병이 뜨거운 물을 오래 지키는 것과 같아요.여기에 벽안쪽을 거울처럼 코팅하면, 열은 빛어럼 복사로도 새어나가는데, 이 반사막이 열을 다시 안에 가두는 역할을 해요.그래서 스테인리스 이중벽에 진공과 반사막을 더한 구조가, 뜨거운것도 차가운것도 오래 유지 시켜주는거죠 :)
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비누는 사용할수록 점점 작아지는데도 마지막 조각은 유난히 빨리 없어지는 것처럼 느껴지는 이유는 무엇일까요?
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.마지막 조각이 빨리 사라지는 데는 표면적 관계에서 오는데,비누가 닳는건 표면이 물에 녹아나가기 때문이에요. 그러니 전체 부피에 비해 표면적이 넓을수록 상대적으로 빨리 줄어드는 것처럼 느껴져요. 큰 비누는 속에 든 양이 많아서 표면이 좀 녹아도 티가 잘 안나요. 그런데 마지막 얇은 조각은 남은 양 자체가 적어서, 같은 양이 녹아도 순식간에 사라지는 것처럼 보여요.여기서 말씀하신대로 얇아지면서 표면적 비율이 커지는 것도 있어요. 납작한 조각은 부피에 비해 물에 닿는 면이 넓어서 더 빨리 녹아요 :)
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내열합금은 어떻게 높은 온도를 견디나요?
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.내열 합금이 높은 온도를 견딜 수 있는건 열에 약해지는 금속의 약점을 여러 방법으로 막도록 설계하는 데 있어요.보통 금속은 뜨거워지면 원자 결합이 느슨해져 물러지고 힘을 못 버텨요. 내열 합금은 니켈이나 코발트를 바탕으로 크롬, 몰리브덴, 텅스텐 같은 원소를 섞어 이걸 잡아요. 이 원소들이 고온에서도 원자 배열을 단단히 붙들어 형태를 유지 시켜요.특히 내부에 미세하고 단단한 알갱이를 촘촘히 심는 건 설계에요. 이 알갱이들이 고온에서 금속이 서서 히 늘어나거나 주저 앉는 걸 막는 버팀목이 돼줘요. 오랜시간 힘과 열을 받아도 변형이 더디도록요 :)
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기계 역학에서 자주 쓰이는 단위변환 정리
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.자주 나오는 단위들을 정리해보면,먼저 압력과 응력 단위에요. 기본은 파스칼이고, 1파스칼은 1제곱미터에 1뉴턴이 작용하는 거에요. 그런데 이건 너무 작아서 보통큰 단위를 많이 쓰는데, 1메가 파스칼은 10의 6승 파스칼, 1기가 파스칼은 10의 9승 파스칼이에요.여기서 헷갈리는 포인트는 1메가 파스칼이 정확히 1제곱 밀리미터당 1뉴턴이에요. 이게 제일 유용한 관계인데, 제시된 수치가 제곱밀리미터다아 뉴턴으로 나오면 그 숫자가 곧 메가 파스칼이에요. 예를들어 200이면 200메가 파스칼이죠.힘 단위는 뉴턴이 기본이고, 1킬로뉴턴은 1000뉴턴이에요. :)
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