답변 내역

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.소리가 물질을 필요로 하는 건 소리 자체가 물질의 진도잉기 때문이에요. 스피커가 울리면 스피커 표면이 앞뒤로 떨리면서 바로 앞 공기를 밀었다 당겼다 해요. 그 공기가 옆 공기를 밀고, 옆 공기가 또 그옆을 밀면서 진동이 릴레이 처럼 전달되는게 소리예요. 도미노가 쓰러지려면 다음 도미노가 있어야 하듯, 진동을 넘겨받을 알갱이가 없으면 소리는 한발짝도 못나가요.우주는 이 알갱이가 거의 없는 텅 빈 공간이라 진동을 전달할 매개체 자체가 없어요. 그래서 영화와 달리 실제 우주에서는 폭발이 일어나도 아무 소리가 안 들리는 거예요. 반면 빛은 물질 없이도 스스로 나아가는 파동이라 우주를 건너올 수 있고요.물속에서 소리가 공기보다 네 배 이상 빠른 것도 같은 원리예요. 알갱이가 촘촘할수록 진동이 빨리 전달 되거든요. 소리는 물질이 떨림을 주고 받는 릴레이인 셈이죠 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.우리가 흔히 쓰는 분말 소화기 기준으로 법으로 정해진 내용 연수가 10년이에요. 제조일자는 소화기 본체 옆면에 적혀 있어서 바로 확인할 수 있어요. 10년이 지났어도 한국소방산업 기술원의 성능확인 검사를 통과하면 1회에 한해 3년 더 쓸 수 있고요. 다만 가정용 소화기 한 대 검사 받는 비용이면 새로 사는 값과 큰 차이가 없어서, 보통은 그냥 새로 구매하는게 현실적이에요.폐기할 때는 일반 쓰레기로 버리면 안돼요. 내부에 압력이 남아 있어 폭발 위험이 있거든요. 가까운 주민센터에서 폐기물 필증을 발급받아 소화기에 붙인 뒤 배출 장소에 내놓는 방식이 일반적이에요.그리고 재활용 여부는, 개인이 직접 재활용할 수는 없고 수거된 폐소화기를 전문 업체가 분해해서 철제 용기 같은 부분을 재활용하는 구조예요. 유효기간 안이라도 압력계 바늘이 녹색을 벗어났거나 녹이 슬었다면 바로 교체하는 게 좋아요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.바닷가 일교차가 작은 건 물의 비열이 크기 때문이에요. 물은 흙이나 모래보다 온도가 쉽게 변하지 않아요. 낮에 햇볕을 받아도 천천히 데워지고, 밤이 되어도 천천히 식죠.그래서 바닷가에서는 바다가 주변 기온의 변화를 줄여줘요. 낮에는 육지보다 덜 뜨거워진 바다가 주변 공기를 서늘하게 해주고, 밤에는 낮 동안 머금었던 열을 내놓으면서 기온이 너무 빨리 떨어지는 걸 막아줘요.반대로 내륙은 흙과 암석이 빠르게 데워지고 빠르게 식기 때문에 낮과 밤의 기온 차이가 더 커져요.쉽게 생각하면 따뜻한 물을 가득 받아준 욕조가 쉽게 식지 않는 것과 비슷해요. 바다도 많은 열을 천천히 받아들이고 천천히 내놓기 때문에 주변의 온도 변화를 완만하게 만들어주는 거예요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.부력은 물속의 압력 차이 때문에 생겨요. 물의 압력은 깊이 들어갈수록 커지는데, 물체를 물에 넣으면 아랫면이 윗면보다 깊은곳에 있으니 아래에서 밀어올리는 압력이 위에서 누르는 압력보다 항상 커요. 이 차이만큼 물체를 위로 밀어올리는 힘이 생기는 거예요.그 크기가 얼마나 되느냐면, 물체가 밀어낸 물의 무게와 정확히 같아요. 원래 그 자리에 있던 물은 주변 물이 떠받쳐서 가만히 떠 있었잖아요. 그 물을 물체로 바꿔치기해도 주변 물은 똑같은 힘으로 떠받치거든요. 그래서 물체 무게가 밀어낸 물 무게 보다 가벼우면 뜨고 무거우면 가라앉되, 가라앉는 물체도 그만큼 가볍게 느껴지는 거예요.목욕탕에서 몸이 붕 뜨는 느낌이 바로 이거예요. 내 몸이 밀어낸 물의 무게 만큼 물이 나를 받쳐주고 있는셈이죠. 물속에서 느끼는 무게는 실제 무게에서 밀어낸 물의 무게를 뺀 값이라고 기억하시면 돼요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.물리학 질문 맞아요. 그리고 좋은 사고 실험이라 실제로 물리학자들이 진지하게 다루는 주제에요. 결론은 빛보다 빨라질 수 없는데 이유가 흥미로워요.이 상상의 함정은 막대를 완벽하게 단단한 물체로 가정한 데 있어요. 현실의 막대는 원자들이 결합으로 연결된 사슬이라, 한쪽 끝을 돌리면 그 움직임이 원자에서 원자로 차례차례 전달돼요. 이 전달 속도가 물질 속 음속인데 강철도 초속 5km 정도에 불과해요. 그러니까 행성이 아무리 빨리 돌아도 막대 끝은 즉시 따라오지 못하고, 막대는 채찍처럼 휘어지며 뒤처지는 거예요.그래도 억지로 끝부분을 광속 근처까지 가속하면 어떻게 될까요. 상대성 이론에 따르면 물체는 빨라질수록 가속에 필요한 에너지가 기하급수적으로 늘어나서, 광속에 도달하려면 무한대의 에너지가 필요해요. 그 전에 막대를 회전시키는 데 드는 힘이 물질의 결합 강도를 넘어서면서 막대가 산산조각 나버려요. 우주에 존재하는 어떤 재료로도 버틸 수 없다는게 계산으로 확인 돼 있어요.완벽히 단단한 물체라는 개념 자체가 상대성 이론과 모순이라서, 자연은 이런 꼼수를 원천 차단해놓은셈이죠 =ㅁ= 빛의 속도 제한은 물체가 아니라 정보전달 자체에 걸린 우주의 규칙인거죠 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.무료로 시작하신다면 KOCW를 가장 먼저 추천해요. 국내 대학 강의를 무료 공개하는 사이트 인데, 재료역학으로 검색하면 여러 대학 교수님들의 정규 학기 강의를 처음부터 끝까지 들을 수 있어요. 회원가입도 필요없고 화질과 커리큘럼 모두 검증된 편이죠. K-MOOC도 비슷한 성격인데, 퀴즈와 수료증까지 있어서 진도 관리가 필요하면 이쪽이 나아요.유료까지 고려하신다면 인프런이나 유데미에 실무자 대상 강의가 올라와 있는데, 유데미는 할인 기간에 만원대로 떨어지니 그때 사시는게 좋아요.제 경험상 오래돼서 기억이 흐릿한 경우라면 처음부터 정주행 하기 보다 응력과 변형률, 보의 굽힘 같은 핵심 단원만 골라 듣고 문제로 감을 되살리는 편이 빨라요. :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.금속 내부는 원자들이 규칙적으로 쌓인 작은 결정 알갱이들이 모자이크처럼 붙어 있는 구조예요. 금속의 성질은 이 알갱이의 크기와 내부 결함 상태에 따라 결정되는데, 가공은 바로 이걸 바꾸는 작업이에요.두드리거나 늘리는 가공을 하면 결정안의 원자 배열이 어긋난 부분, 즉 전위라는 미세한 결함이 폭발적으로 늘어나요. 그런데 이 결함들이 서로 뒤엉키면서 오히려 원자층이 미끄러지기 어려워져요. 실이 엉키면 잘 안풀리는 것처럼요. 그래서 철사를 반복해서 구부리면 그 부분이 단단해지다가 결국 부러지는데, 이게 가공경화라는 현상이에요. 단단해진 대신 잘 깨지는 성질로 바뀐거죠.반대로 열을 가하면 원자들이 활발히 움직이면서 엉킨 결함이 풀리고 결정이 새로 자라나요. 뭉친 어깨를 찜질로 풀어주는 것과 비슷ㄱ해서, 단단했던 금속이 다시 무르고 잘 늘어나는 상태로 돌아와요. 대장장이가 칼을 두드리다 불에 넣기를 반복하는 게 바로 굳히기와 풀기를 오가며 조직을 다듬는 과정이에요. 또 결정 알갱이를 잘게 쪼갤수록 알갱이 경계가 많아져 변형이 전달되기 어려워지니 강하면서도 질긴 금속이 되구요.같은 금속이라도 결함을 쌓느냐 풀어주느냐, 알갱이를 키우느냐 쪼개느냐에 따라 전혀 다른 재료가 된다는게 포인트에요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.비행기 날개의 단면을 보면 윗면은 볼록하게 부풀어 있고, 아랫면은 비교적 평평한 유선형이에요.여기에 날개가 살작 위로 들린 각도로 공기를 가르며 나아가면, 날개 위아래로 공기 흐름이 갈라지면서 속도 차이가 생겨요. 볼록한 윗면을 타는 공기는 흐름이 눌리며 빨라지고, 아랫면 공기는 상대적으로 느리게 지나가죠.베르누이 원리에 따르면 공기는 빠르게 흐르는 곳일수록 압력이 낮아져요, 그래서 날개 윗면은 압력이 낮고 아랫면은 높은 상태가 되는데, 이 압력 차이가 날개를 아래에서 위로 밀어올리는 힘, 즉 양력이 되는 거예요. 빨대로 음료를 빨면 빨대 안 압력이 낮아져 음료가 밀려 올라 오는 것처럼 날개도 위아래 압력 차가 만든 힘으로 떠오르는 거죠. 수백 톤 여객기가 뜨는건 시속 300km 가까운 속도로 어마어마한 양의 공기를 아래로 밀어낸 결과예요. 날개 모양이 만든 압력차와 공기를 아래로 꺾는 반작용, 이 둘이 양력의 만들어내는 거죠 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.맞아요, 충돌 순간 에너지가 어디로 가느냐에요. 공이 바닥에 부딪히면 낙하하며 얻은 운동에너지가 공과 바닥이 찌그러지는 변형으로 잠시 저장돼요. 이 때 재질이 탄성이 좋으면 스프링처럼 원래 모양으로 되튀면서 저장한 에너지를 공에게 돌려주고, 그 힘으로 공이 다시 튀어오르는 거예요.그런데 바닥이 모래나 흙, 카펫처럼 무른 재질이면 이야기가 달라져요. 찌그러진 모양이 제대로 복원되지 않고, 에너지가 알갱이들 사이의 마찰과 미세한 진동, 즉 열과 소리로 흩어져버리거든요. 돌려받을 에너지가 없으니 공이 낮게 튀거나 아예 안 튀는 거죠. 같은 공이라도 대리석에는 잘 튀고 모래밭에서는 푹 박히는 이유예요. 트램펄린 위에서 높이 튀는 것도 천이 늘어났다 되돌아오며 에너지를 거의 그대로 반환해 주기 때문이구요.그러니까 에너지 총량은 어디서든 보존되는데, 튕겨 되돌려주느냐 열과 소리로 흘려버리느냐의 비율이 재질마다 다른거예요. 잘 튀는 바닥은 에너지를 되갚는 바닥이라는 것만 보시면 돼요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.두꺼울수록 단열 효과가 좋아지는 건 맞는데 무조건은 아니에요. 열이 벽을 통과하는 저항은 두께에 비례해서 커지지만, 효과가 늘어나는 폭은 점점 줄어들거든요. 5cm를 10cm로 늘리면 열손실이 확 줄지만 20cm를 25cm로 늘릴때의 이득은 미미해요. 그런데 비용과 실내 공간 손실은 그대로 늘어나니, 어느 지점부터는 돈만 쓰고 얻는게 없는 구간이 오는 거죠. 그래서 지역 기후에 맞춘 적정 두께 기준이 법으로 정해져 있어요.그리고 기포에 대해 정확히 짚으셨는데, 단열재의 진짜는 재료가 아니라 그 안에 갇힌 공기예요. 공기는 열을 전달하는 능력이 고체의 수십 분의 1 수준으로 낮은데, 문제는 공기가 자유롭게 움직이면 대류로 열이 실어 나른다는 거예요. 그래서 스티로폼이나 유리 섬유처럼 공기를 아주 작은 방 쪼개 가두면, 움직이지 못하는 공기가 열을 거의 못 옮기는 최고의 단열층이 되는거죠. 패딩이 따뜻한 것도 오리털 자체가 아니라 털 사이에 붙잡힌 공기 덕분이 커요. :)