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답변 내역

표면에 자국이나 패턴이 있는 골프공은 어떤 과학적 원리가 숨어 있나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.골프 공에 파인 작은 홈은 공기 저항을 감소시킨다고 합니다. 저항은 공 뒤쪽에 생기는 소용돌이 때문에 발생하는데요. 소용돌이가 생기면 공기의 압력이 내려가고 공을 뒤쪽으로 잡아당기는 저항력이 발생합니다. 그런데 공의 딤플들은 공에서 가장 가까운 공기의 경계층 자체에 난기류를 형성해줍니다. 경계층은 공의 뒷부분으로 돌아가며 분리되는데요. 난기류가 형성되면서 경계층의 분리를 지연시켜주고 그 결과 공 전체의 기압 차이가 감소하게 돼 저항력이 줄어듭니다. 즉, 딤플이 있으면 공 뒤쪽에 소용돌이가 잘 생기지 않아 공기 저항이 감소합니다. 이 덕분에 골프공 뒤에서 발생하는 후류의 폭이 줄어듭니다. 공 전체의 기압 차이가 감소하고 그 결과 딤플공의 항력은 표면이 매끄러운 공의 절반으로 줄어듭니다.골프공의 딤플 문양은 골프공의 회전, 즉 스핀으로 생긴 힘을 더 강화시켜줍니다. 스핀은 임팩트 순간 볼이 헤드면에서 미끄러지며 생깁니다. 참고로 임팩트란 골프채의 평평한 면인 클럽(골프채) 페이스로 공을 칠 때 순간적으로 발생하는 충돌을 말하는데요. 임팩트 순간 골프공에는 면과 수직이 되는 항력이 발생합니다. 이때 클럽 헤드는 이 항력 방향으로 이동하지 않고 오히려 전혀 다른 방향으로 치우치게 되는데요. 이 두 방향의 차이 때문에 공에 스핀이 걸리게 됩니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.11.30
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기상청이 날씨를 예상하는 원리에 대해 알고 싶습니다.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.기상예보는 기상실황파악, 자료처리, 분석과 예보, 통보의 4단계를 거쳐서 이뤄집니다. 기상실황 파악은 지상에 설치된 기상 관측소 및 대기 상층부에 대한 레이더와 해양, 기상위성에서 얻은 관측 자료로 이뤄집니다. 수집된 자료는 분석용 컴퓨터로 보내져 일기도로 작성하고 하루, 이틀, 사흘 뒤 날씨 예보를 위해 슈퍼컴퓨터가 동원돼 예상일기도를 만듭니다. 슈퍼컴퓨터가 만든 자료는 기상청 예보관의 토의를 거처 최종적인 예보를 결정하고 발표합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.11.30
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백금과 금은 어떤 차이가 있는 것인지 궁금해요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.백금 (platinum)은 귀금속 원소의 하나입니다. 원소기호 Pt, 원자번호 78, 원자량 195.08. 은백색의 금속이며, 전성·연성이 커서 쉽게 가공합니다. 녹는점 1774℃, 비중 214. 산소나 물에서 안정, 고온에서도 침식되지 않습니다.산과 알칼리에도 강한데, 왕수에는 녹아서 4가의 백금을 함유하는 산 H2[Pt + Cl6]이 됩니다.백금의 분말은 대량의 산소와 수소를 흡수하고, 산소·수소의 활성이 높아지므로 산화·환원반응의 촉매로 사용합니다. 또 화학적인 안정성을 이용하여 열전기쌍, 실험용 도가니, 전극, 장식용 등으로도 사용됩니다. 금 (gold)은 대표적인 귀금속 원소입니다. 원소기호는 Au. 원자번호 79, 원자량 197.0. 자연금(사금)으로서 단체로 산출하는 수도 있지만,보통은 은이나 구리 등의 광석에 함유되어 산출됩니다.아름다운 황색, 광택이 있고, 비중 19.3, 녹는점이 1064℃.무르고, 전성·연성은 금속중 최대. 열·전기의 양도체. 이온화 경향은 매우 작으며, 산에도 안정, 왕수(王水)에만 녹습니다.산소의 존재하에서 시안화 알칼리 수용액에 녹는 성질은 금의 정련에 이용됩니다. 산화수는 +1, +3. 금화나 장식품에는 구리·은 등과의 합금이 쓰이는데, 금의 함량을 캐럿 또는 그 역어인 <금>의 단위로 나타냅니다. 도기류나 유리의 착색, 도금, 금박, 반도체의 극판, 치과 치료의 재료 등 용도가 넓습니다
학문 / 화학
23.11.30
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태양계의 목성에 대한 질문입니다..
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.질량에 따른 목성의 대기는 약 75%의 수소와 24%의 헬륨으로 구성되어 있으며, 나머지 일 퍼센트만이 다른 원소들로 이루어져 있습니다. 목성의 내부는 밀한 물질들로 이루어져 있는데, 그 질량의 대략 71%가 수소, 24%가 헬륨, 5%가 다른 원소들로 이루어져 있습니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.11.30
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고급휘발유와 일반 휘발유차이가 궁금합니다.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.고급 휘발유와 일반 휘발유의 차이점으로가장 대표적으로 고급 휘발유와 일반 휘발유가 구분되는 기준은 옥탄가로 구분하고 있어요. 전세계에서 통용되는 표준을 기준으로 일반 휘발유는 옥탄의 수치가 91 이상 고급 휘발유는 옥탄의 수치가 94 이상이라고 해요.일반 휘발유와 고급 휘발유를 구분하는 옥탄가는 노킹(Knocking)에 대한 저항성 수치를 말합니다. 옥탄가의 수치가 높을수록 저항성이 강해 노킹현상 발생 가능성이 낮아집니다.
학문 / 화학
23.11.29
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지진이 발생한 뒤 폰이 일시적으로 안터지는 이유가 있나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.교환기가 일시에 수용할 수 있는 통화량을 넘어서면 전체 시스템에 문제가 생기는 것을 막기 위해 이통 3사에서 통화를 순차적으로 처리하는 과정에서 일부 지역서 장애가 생긴 것이라고 합니다.
학문 / 전기·전자
23.11.29
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지진이 발생하면 어떻게 행동해야 하나요
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.지진이 발생하면 이렇게 행동합니다.튼튼한 탁자 아래에 들어가 몸을 보호합니다.지진으로 크게 흔들리는 시간은 길어야 1~2분 정도입니다.중심이 낮고 튼튼한 탁자의 아래로 들어가 탁자 다리를 꼭 잡고 몸을 보호합니다.탁자 아래와 같은 피할 곳이 없을 때에는 방석 등으로 머리를 보호합니다.가스와 전깃불을 차단하고 문을 열어 출구를 확보합니다.흔들림이 멈춘 후 당황하지 말고 화재에 대비하여 가스와 전깃불을 끕니다.문이나 창문을 열어 언제든 대피할 수 있도록 출구를 확보합니다.흔들림이 멈추면, 출구를 통해 밖으로 나갑니다.집에서 나갈 때는 발을 보호할 수 있는 신발을 신고 이동합니다.지진이 나면 엘리베이터를 타지 말고, 계단을 이용하여 건물 밖으로 대피합니다.건물 밖으로 나오면 담장, 유리창 등이 파손되어 다칠 수 있으니, 건물과 담장에서 최대한 멀리 떨어져 가방이나 손으로 머리를 보호하면서 대피합니다.떨어지는 물건에 주의하며 신속하게 운동장이나 공원 등 넓은 공간으로 대피합니다.이동할 때에는 차량을 이용하지 않고 걸어서 대피합니다.대피 장소에서는 안내에 따라 질서를 지킵니다.지진 발생 직후에는 근거 없는 소문이나 유언비어가 유포될 수 있으니, 라디오나 공공기관의 안내 방송 등이 제공하는 정보에 따라 행동합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.11.29
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눈이 오는 날 날씨가 덜 추운 것은 무엇 때문인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.구름을 이루는 작은 물방울들이 온도가 낮아지면서 얼음으로 변합니다. 여기에 뭐 수증기가 달라붙으면서 덩치가 점점 커지다가 한계치를 넘으면 떨어지는 게 눈인데요. 이때 물방울이 얼기 위해서는 온도가 낮아지게 되고 열을 밖으로 배출합니다. 그래서 이 수증기나 물이 눈으로 변하면서 그 자체는 차가워지게 됩니다.얼면서 소모되는 열에너지 때문에 이 주변 온도가 올라갑니다. 보통 1g의 눈이 만들어질 때 8kcal 정도의 열에너지가 발생한다고 하니까, 눈이 오는 날 기온이 더 올라가게 되는 건 어떻게 보면 좀 자연스러운 일이라고 볼 수 있겠죠.거기다가 우리가 흔히 '함박눈'이라고 하는 눈송이가 큰 눈이 내릴 때는 날씨가 더 따뜻해지는데요. 눈송이가 크면 그만큼 어는 데 에너지가 많이 들 수밖에 없잖아요. 그러니까 배출하는 열에너지도 많아지게 되는 겁니다.
학문 / 토목공학
23.11.29
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소리를 크게 키워주는 확성기에 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.확성기의 원리는 소리를 전기 신호로 바꾸어 스피커로 신호를 전달하는 과정에서 회로내 증폭기 트랜지스터를 사용하여 소리의 정보를 유지한채 소리의 크기를 변경시켜 증폭하는 원리입니다. 이 과정에서 소리를 전기 신호로 바꾸는 원리와 전기 신호를 다시 소리로 바꾸는 원리는 전자기 유도 원리를 이용합니다.전자기 유도 현상이란 코일(확성기 내)이 있고, 코일 주변에 자석이 움직이거나 자기력이 변화하고 있을 때 코일(확성기 내)에 유도 전류가 흐르는 현상을 말합니다.확성기나 마이크에 소리를 내게 되면 진동하는데, 이 진동으로 자석이 떨려 자기장을 변화시킵니다. 변화 된 자기장이 코일에 유도 전류를 생성해 전기신호를 만드는 것이죠. 스피커에서는 반대로 일어나게 됩니다.
학문 / 전기·전자
23.11.29
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110V와 220V의 장단점은 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.1. 220V의 장점이자 110V의 단점 현재 우리나라에서 220V를 사용하고 있기 때문에, 220V의 장점에 대해서 먼저 설명드리겠습니다.발전소에서 전력을 보낼 때 각 가정에 도달하는 전류량은 아래 공식에 따라서 결정이 됩니다.전력량(W)=전압(V) x 전류(A)여기서 만약에 전류(A)를 100 만큼 발전소에서 가정으로 보낸다고 한다면, 110V의 경우 가정에 도달하는 전력량(W)은 11000W이고, 220V는 22000W입니다. 둘의 차이인 11000W 전력량은 에어컨을 6시간 사용할 수 있는 양입니다. 따라서 220V를 사용하면 송전 시 전력손실이 적기 때문에 에너지 절약에 더 좋다고 할 수 있겠습니다.2. 220V의 단점이자 110V의 장점220V는 110V에 비해서 전압이 2배나 높기 때문에 전류량도 2배로 높습니다. 이에 따라 감전 사고시 위험도가 4배 이상 많아지게 됩니다.미국, 일본 등 선진국에서는 자국민 안전을 위해서 110V를 사용하고 대신 발전소를 더 지어서 전력 생산량을 늘렸다고 합니다. 그러나 미국과 일본에서 220V가 에너지 절약에 좋음에도 바꾸지 않는 것이 보통 일이 아니고 돈도 많이 들어서 엄두를 못 내서 그러는 건지, 진짜로 안전을 위해서 그런 건지는 이런저런 얘기만 있을 뿐 확실하지는 않습니다.
학문 / 전기·전자
23.11.29
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