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관상용 양귀비와 마약용 양귀비는 다른 꽃인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.같은 양귀비과 식물입니다. 하지만 관상용으로 재배되는 개양귀비에는 마약성분을 얻을 구 없고, 마약용으로 알려진 양귀비는 즙액으로 아편을 만들 수 있습니다. 모르핀과 같은 성분이 포함되어 있어 민간에서 진통제와 같은 응급약품처럼 사용해왔지만 현재는 마약법 단속 대상이 되었습니다.
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생물·생명
23.05.18
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시멘트와 콘크리트의 차이점을 알고싶어요.
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.시멘트는 콘크리트를 만드는데 쓰이는 주요재료입니다. 시멘트, 모래, 자갈, 물을 배합하여 만드는 것이 콘크리트입니다. 시멘트와 물이 만나면 굳어지는 성질을 이용해서 만들어진 것이며, 강도를 높이기 위해 다른 재료가 추가되기도 합니다. 그외에 철근과 함께 사용하여 구조체를 만들거나 도로 포장 등에 사용됩니다.시멘트는 석회를 주요 재료로 하여 콘크리트와 같은 구조체를 만들기 위해서 사용되거나 벽돌이나 타일과 같은 재료를 교착 또는 접착할 수도 있고, 구조체에 발라서 면을 고르게 만든 뒤 마감작업이 용이할 수 있게 사용됩니다.
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토목공학
23.05.18
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정약용 선생이 발명한 거중기는 어떠한 과학적 원리로 작동을 했었나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.거중기의 원리는 현대에 있어서는 매우 간단한 원리입니다. 당시로써는 그 원리는 어떻게 알아냈는지 궁금하긴 합니다. 그리고 정약용 선생의 계산이 현대의 계산과 큰 차이가 있는데 그때의 계산법은 어떻게 만들어진 것인지도 의문입니다. 거중기의 핵심 원리는 도르래입니다. 각각 4개의 고정도르래와 움직도르래가 사용되었습니다. 움직도르래를 사용하여 물체를 들면 도르래 개수 n개마다 1/2n제곱의 힘으로 들어올릴 수 있습니다. 거중기에는 4개의 움직도르래가 사용되었으니 1/16(2의 4제곱)의 힘이 든다는 것입니다. 그리고 움직도르래의 경우 물체가 움직여야 할 거리(들어올리는 경우 높이)의 2배 길이의 줄이 필요하기 때문에 2배의 힘이 필요합니다. 움직도르래를 통해서 한 사람이 16배의 힘을 낼 수 있는데 1/2 반감되어 8배의 힘을 만들 수 있는 것입니다. 그리고 줄을 당길 수 있게 양쪽에 하나씩 붙어 있는 축바퀴(얼레 형태로 되어 있음)가 있는데 그 손잡이가 중심에서 거리가 떨어져 있어서 지렛대의 원리도 작용됩니다. 줄이 감기는 부분의 반경 보다 실제 사람이 잡고 돌리는 손잡이의 운동 반경이 크기 때문에 지렛대의 원리가 작용하는 것입니다. 그 차이가 5배 정도 된다고 가정할 경우 1/5의 힘으로 당길 수 있는데 손잡이 하나에 두사람이 붙어서 당길 수 있었다고 합니다. 그렇게 되면 한사람이 당기는데 드는 힘이 1/10이 필요한 것입니다. 도르래와 지렛대로 얻은 효율을 계산하면 1/80 정도 힘으로 물체를 들어올릴 수 있는 것으로 한사람이 80배의 힘을 낼 수 있다고도 볼 수 있습니다. 정약용 선생의 계산으로는 25배의 힘을 낼 수 있다고 기록한 것을 보아 축바퀴에서 반경의 차이가 3.125배이거나 한사람의 힘 기준이라면 1.5625배 정도 였을 것 같습니다. 상세 사이즈는 알지 못하기 때문에 정확한 수치는 모르겠지만 도르래의 원리와 지렛대의 원리를 통한 효율적인 장치임은 분명합니다.
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전기·전자
23.05.17
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봉지과자들을 질소 포장을 하는 과학적 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.질소는 무색, 무취의 기체로 과자의 맛과 색에 거의 영향을 주지 않습니다. 다른 물질과 반응을 잘하지 않아 과자의 성분들과도 반응하지 않습니다. 특히 음식이 변질되는 것은 산소와 반응하면서 산화되는 것이 많은데 질소를 충전하면서 봉지 내부에 산소를 빼주는 것도 있습니다. 내용물과 화학반응을 하지 않는 불활성 기체로 아르곤, 네온, 헬륨 등의 기체도 있지만 이러한 것들은 비용이 비싼 반면 질소는 공기 중에 많이 포함되어 있고 쉽게 얻을 수 있기 때문에 과자 봉지에 충전하는데 효율적인 기체입니다. 추가적으로 과자 봉지를 진공 포장을 할 경우 부서지기 쉬운 과자는 포장만으로도 원형 유지가 어려운데 기체를 채움으로써 봉지가 눌리면서 내용물이 부셔지는 것을 막을 수 있습니다. 정리하자면 적은 비용으로 과자의 산화 방지 및 봉지가 눌려서 내용물이 부셔지는 것을 방지하기 위해서 질소를 충전합니다.
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화학
23.05.16
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이 하얀색 돌은 무엇인가요??
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.석회암(석회석) 같은 경도가 낮은 돌인 것 같습니다. 석회암은 검정색에서 흰색 사이 모든 색이 나올 수 있고 대부분 회색입니다. 석회암에 포함된 불순물에 따라서 색의 차이가 생길 수도 있습니다.
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토목공학
23.05.16
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뜨거운 물이 차가운 물보다 왜 더 빨리 얼까요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.뜨거운 물이 차가운 물 보다 빨리 언다는 것은 음펨바 효과라고 하는데 실제 실험을 해보면 대부분 차가운 물이 먼저 어는 것을 확인할 수 있습니다. 모든 조건에서 뜨거운 물이 차가운 물 보다 빨리 어는 것이 아니며 그릇의 모양이나 불순물의 유무 등의 조건에 따라 이 효과가 나타나기도 하는데 드문 경우입니다. 음펨바 효과를 확인하기 위해 재현하기가 힘들다는 점 때문에 이를 부정하는 학자들도 많습니다. 어떤 이유로 그런 효과가 나타나는지 명확하게 밝혀진 이론도 없어며, 음펨바 효과가 나타나는 실험 조건도 명확하지 않아 아직도 난제인 현상입니다.
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화학
23.05.16
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하늘 위로 땅과 90도(수직으로)로 총알을 발사하게 되면 총알은 어떻게 되나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.수직으로 쏘아올린 총알은 바람의 영향으로 서서히 바람의 방향으로 각을 틀며 곡선을 그리며 날아갈 것입니다. 발사직후에는 추진력이 강해서 거의 직선에 가깝게 올라가겠지만 서서히 가속력이 떨어지고 바람의 영향을 많이 받아 바람방향으로 점점 각이 커지는 곡선으로 날아갈 것입니다. 바람의 세기에 따라 다르겠지만 총알이 발사되는 힘이 크기 때문에 발사지점에서 많이 벗어나지는 않을 것으로 예상됩니다. 하늘을 향해 올라가는 힘이 다 되면 지상을 향해서 자유낙하를 하게 되는데 그때에도 바람의 영향으로 바람 방향으로 밀리면서 낙하합니다. 이 또한 바람의 세기에 따라 얼마나 멀리 벗어나서 떨어질지 알 수 없습니다. 그리고 낙하하는 총알에 맞으면 다치거나 사망하는게 아닐까 의문을 가지는 사람도 많을 건데 탄두의 무게가 그리 무겁지 않고 자유낙하하는 속도는 발사되는 속도와는 무관하기 때문에 위험성이 크지 않을 것 같습니다. 오히려 공기저항이나 바람의 영향으로 중력 가속도의 영향이 줄어들 것 같습니다.
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지구과학·천문우주
23.05.15
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건물들 사이로 부는 바람 빌딩풍이 생기는 원인이 궁굼 합니다
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.바람 자체가 세게 부는 것은 아닙니다. 넓은 공간에서 흘러가던 유기체는 통로가 좁아지면 정체될 수도 있겠지만 뒤이어 오는 유기체들에게 밀려 이동하던 방향으로 밀려 들어가게 됩니다. 그러면서 좁은 통로 안에서 유기체의 압력이 점점 높아지고 그 압력으로 인해 더 강한 힘으로 밀려 가는 것입니다. 넓은 곳에서 불던 바람이 건물을 중심으로 양 옆으로 갈라지면서 흘러가긴 하겠지만 건물의 폭만큼의 통로가 막혀 뚫려 있는 공간으로 건물을 휘감으며 불게 됩니다. 이때 기존과 같은 힘으로 불던 바람과 합쳐지면서 더 높은 압력이 걸리게 될 것입니다. 만약 고층 건물들이 많은 곳이라면 지상 보다 강한 바람이 불고 있는 높은 고도의 바람이 빌딩에 부딪혀 지상을 향해서 불어올 수도 있는데 이러한 영향까지 받게 된다면 지상에도 더욱 강한 바람이 발생할 수 있습니다. 그래서 고층 건물을 설계할 때 빌딩풍까지 고려하여 바람이 잘 흘러갈 수 있는 형태로 설계하는 추세입니다.
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토목공학
23.05.15
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어떤 호르몬인지 알려주세요!!
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.사랑에 대한 감정을 조절해주는 호르몬은 크게 4종류입니다. 도파민, 페닐에틸아민, 옥시토신, 엔도르핀 입니다. 도파민은 이성을 마비시키고 사랑하는 사람의 얼굴만 봐도 기분이 좋아지고 행복하게 도와줍니다.페닐에틸아민은 사랑이 깊어지면 도파민과 페닐에틸아민이 분비 되는데 이것이 높아지만 상대에 대한 애정과 사랑이 솟아납니다. 도파민과 비슷하게 작용하여 흥분과 긴장, 유쾌함까지 동반합니다.옥시토신은 사랑하는 상대와 내가 하나가 되는 느낌을 받고 신체 접촉 시 분비가 급등합니다. 내 자식은 다 예뻐 보이는 것도 옥시토신의 영향입니다.엔도르핀은 아편과 유사한 작용을 하여 체내에서 생성되는 천연 마약이라 볼 수 있습니다. 황홀감을 느끼고 콩깍지가 생기는 이유입니다.질문의 내용 중 하나가 되는 느낌을 받는다는 것을 보아 옥시토신으로 생각됩니다.
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화학
23.05.15
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최초로 인공 위성을 발사한 나라는 어느 나라인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.최초로 인공위성을 쏘아올리는데 성공한 나라는 소련입니다. 1957년 10월 4일 소련이 쏘아올린 인공위성 스프트니크 1호가 세계 최초로 발사 성공한 인공위성입니다. 당시 미국과 소련이 체제의 우월성을 과시하기 위해서 대륙간 탄도 미사일의 개발 등 군사적 목적으로 우주게발에 박차를 가한 것입니다. 로켓 기술의 원형이 된 것은 제2차 세계대전 당시 독일이 개발한 미사일 V2에서 비롯했으며, 나치 독일이 패망하면서 로켓 기술자 상당수가 미국과 소련으로 강제 이주되어 로켓연구를 계속하였던 것입니다. 그 결과 소련이 최초의 인공위성 발사를 성공시켰고, 이후 자극을 받은 미국이 우주개발에 더욱 박차를 가해 최초로 인류가 달착륙에 성공하였습니다.
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지구과학·천문우주
23.05.14
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