GPS의 과학적 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.GPS는 지구 상공에 있는 위성으로부터 신호를 수신하여, 이를 이용하여 GPS 수신기를 통해 지구 상의 위치를 파악하는 위성 기반의 위치 결정 시스템입니다.GPS 위성 안에는 세슘이 포함된 원자시계가 있으며 이 시계는 아주 정밀해 십만 년 동안 1초 정도의 오차를 갖습니다. GPS위성은 이 시계의 정확한 시각과 위성의 정확한 위치를 지상의 수신기로 송신하며 GPS수신기는 각 위성으로부터 신호를 수신하여, 신호가 전송되었을 때의 시간과 수신된 시간을 비교하여 거리를 계산합니다.참고로 거리를 계산하기 위해 GPS위성에서 전송된 신호의 속도인 빛의 속도를 알아야 하는데, GPS수신기는 이를 알아내기 위해 GPS위성에서 전송된 시간 신호와 동기화된 시계를 내장하고 있고 이 신호는 GPS위성에서 전송되었을 때의 시간과 GPS 수신기에서 신호가 수신된 시간을 비교함으로써 거리를 계산하는 것입니다.그리고 GPS수신기는 거리를 계산하기 위한 방법으로 삼각측량을 이용합니다. 이 방법은 GPS수신기와 3개 이상의 위성 사이의 삼각형을 형성하여 위치를 결정하는 방식이며, 위성 위치와 거리를 알면 GPS수신기의 위치는 위성 위치를 중심으로 하는 반지름이 거리인 구의 표면 위에 위치하게 됩니다.따라서 GPS수신기는 적어도 4개 이상의 GPS위성으로부터 신호를 수신하여 위치를 계산하여 위치를 파악하는 것입니다.다만, 위성과 수신기 사이의 신호가 막히거나 반사되는 등의 상황이 발생하면 그 정확도가 떨어질 수도 있습니다.
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우주에서 쓰레기는 어떻게 처리하나요??
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.현재로서는 상당 수가 방치상태로 제거할 수 있는 방법을 지속적으로 연구 중입니다.그중 현실화가 가능한 기술 중 작살 같은 도구를 이용하여 우주쓰레기를 포착하거나, 큰 그물망을 우주 공간에 펼쳐 우주쓰레기를 포획하는 방법 등이 거론되고 있습니다.다만 워낙 많은 인공위성들로 인해 포획이 쉽지 않은 상황입니다.
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놀이기구를 타면 무중력 상태가되면 떨어지는 느낌이나는데요.
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.놀이기구를 타면서 느끼는 무중력 상태와 우주에서 느끼는 무중력 상태는 약간 다릅니다.놀이기구에서 느끼는 '떨어지는 느낌'은 사실 중력에 의해 발생하는 것으로 놀이기구가 급격히 아래로 떨어질 때 우리 몸이 좌석에서 붕 떠오르는 느낌을 주기 때문이며 이런 현상을 '가중력'이라 합니다.반면에, 우주에서의 무중력 상태는 지구의 중력장에서 벗어나서 발생하는 현상입니다. 우주선이 지구를 도는 동안, 우주선과 탑승한 우주인은 동시에 지구를 향해 계속 떨어지고 있습니다. 이 때문에 마치 계속 떨어지고 있는 상태를 경험하게 됩니다.그러나 이것은 놀이기구에서의 떨어지는 느낌과는 달리 우주선 내부에서 자유롭게 부유하는 것처럼 느끼게 됩니다.따라서, 우주에서의 무중력 상태는 지속적인 떨어지는 느낌이 아니라 부유하는 느낌이라 할 수 있죠.
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달은 지구에서 점점 멀어진다고 하는데 문제는 없는 것인가요.
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.말씀대로 달은 매년 약 3.8cm 정도 지구로부터 멀어지고 있습니다.그러나 현재로선 이 변화가 일상 생활에 큰 영향을 미치지 않지만, 이러한 변화가 계속된다면 수만년 후에는 지구의 기후에 영향을 미칠 수 있습니다.한 연구결과에 따르면 이로 인해 지구의 자전축이 더 기울어질 수 있으며 이로 인해 극지방의 빙하가 녹아 해수면이 상승할 수 있는 것으로 보고하기도 합니다.하지만 앞서 말씀드린대로 이는 예측일 뿐 현재로서는 지구와 달의 거리는 멀어지기도 하고 가까워지기도 하기 때문에 큰 영향은 없는 상황입니다.
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금도 인공적으로 만드는 게 가능할까요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.이론적으로 본다면 금을 만들어낸 것이 가능합니다.인공 금을 만드는 것을 연금술이라고 하는데, 연금술은 어떤 조작을 통하여 원자핵의 구성이 바뀌 다른 원소로 만드는 것입니다.중세시대 연금술사들처럼 금을 만든다고 하면 백금 원자핵에 중성자를 충돌시키면 금 원자가 만들어질 수 있고 또 원자번호 29번인 구리와 원자번호 50번인 주석의 원자핵을 융합시키면 양성자수가 79가 되어 금이 만들어집니다.실제 이런 방식으로 인공금을 만들 수도 있지만 만드는 비용이 천문학적으로 들어가기 때문에 경제성은 없습니다.
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전등 스위치를 끄고 전선을 만져도 감전 되나요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.위험합니다..전등에는 전선이 2개 들어가는데, 가정집 전등의 스위치는 한쪽의 전선만 차단합니다.그리고 교류는 활선과 중성선이 있는데, 가정집은 보통 활선에만 전압이 걸려있어서 이걸 스위치가 끊으면 문제가 없습니다.하지만 가끔 공사 중 선을 반대로 꼽아넣었다면, 스위치가 꺼진 상태여도 전기가 들어갈 수 있으며 이 경우가 흔합니다.활선과 중성선이 거꾸로 시공되어 있으면 스위치가 꺼져있어도 전등쪽 전선 만지면 감전 위험성이 있으니, 안전을 위해 전기 작업을 할 때는 차단기를 내리는 것이 좋습니다.
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벽이나 바닥에 빔을 쏠 때 터치가 되는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.이전 나왔던 레이저 가상 키보드 장치와 비슷한 원리를 사용합니다.이 장치에는 적외선 음영감지 단말기가 들어 있으며 세 개의 작은 센서를 사용합니다.하나는 바닥에 말씀하신 영상을 띄워주는 센서이며 나머지 두 개는 터치하는 움직임을 인식하는 기능을 합니다.영상위의 한 부분을 터치하면 그 위에 겹쳐져 있는 적외선을 건드리게 되는데, 이때 반사된 적외선은 디지털 카메라에 사용되는 CMOS 이미지센서에 포착되여 미리 설정된 결과를 보여주는 것이죠.,
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프레스가공과 블랭킹의 차이점은 무엇인가요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.프레스 가공과 블랭킹은 모두 금속 가공 방법 중 하나입니다.프레스 가공은 피가공재를 금형에 대고, 가공기의 하중에 의한 압력을 가하는 것으로 재료를 금형의 형태로 변형시키는 가공방법입니다. 그래서 프레스 가공은 소성 가공이라고도 합니다.반면에, 블랭킹은 프레스 가공의 한 종류로, 프레스작업에서 다이 구멍속으로 떨어지는 쪽이 제품이 되고 남아있는 부분이 스크랩이 되는 가공 방법입니다. 이는 제품의 외형을 전단하는 가공 방법입니다.결론적으로 블랭킹은 프레스 가공의 한 형태로 볼 수 있으며, 그 차이점은 가공 과정과 결과물의 형태라 하겠습니다.조금 덜 위험한 가공이라면 CNC 가공이나 판금 가공이겠지만, 정도의 차이만 있을 뿐 모든 가공작업은 위험을 수반한다고 할 수 있습니다.
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RNA와 DNA의 차이점이 무엇인가요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.분자 구조에서 보면 DNA는 이중 가닥 분자이고 RNA는 단일 가닥 분자입니다.포함된 당의 종류로는 DNA에는 당 디옥시리보스가 포함되어 있고 RNA에는 당 리보스가 포함되어 있습니다.기능적으로는 더 큰 차이가 있는데, DNA는 유전 정보를 저장하고 전달하는 역할을 하며, RNA는 아미노산을 직접 코딩하고 DNA와 리보솜 사이에서 메신저 역할을 하여 단백질을 만듭니다.구성 염기 쌍으로 보면 약간의 차이가 있는데 DNA가 아데닌, 티민, 시토신 및 구아닌을 사용하는데 비해 RNA는 아데닌, 우라실, 시토신 및 구아닌을 사용합니다.
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눈이올때 번개가 치지않는 이유?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.눈이 내릴 때도 번개는 발생할 수 있지만 번개가 생기는 횟수가 크게 줄어듭니다.이유는 지표면의 온도 때문입니다.지표면의 온도가 높으면 상승기류가 발생하고 그 과정에서 발생한 구름에서 전하가 분리되며 번개가 발생하지만 눈이 내리는 경우 지표면의 온도가 높지 않기 때문에 상대적으로 번개의 발생 가능성이 낮아지는 것입니다.
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