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과학 물리 자유낙하 운동 질문입니다
안녕하세요. 이영훈 변리사입니다.물체가 무겁더라도 공기 저항이 없다면 같은 속도로 떨어집니다.우리는 무거운 공과 깃털을 비교하면서 무거운 공이 먼저 떨어진다는 오해를 하기 쉬운데, 떨어지는 높이가 같으면 두 물체는 같이 떨어지게 됩니다. 무거운 공과 깃털이 다르게 떨어지는 이유는 무게가 달라서가 아니라 정확히는 공기 저항 때문입니다.말씀하신 달은 지구에 비해 대기가 없어서 공기 저항이 없습니다. 그래서 무게가 달라도 같은 속도로 떨어지게 됩니다.결론 : 지구에서도 공기 저항이 없는 환경이라면 무게가 달라도 같은 속도로 떨어진다. 달은 공기 저항이 없는 환경이라서 같은 속도로 떨어진다.
학문 / 물리
22.07.29
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삼중수소는 무엇이며 인체에 어떤해가 있나요?
안녕하세요. 이영훈 변리사입니다.삼중수소는 원자핵 속에 양성자 하나와 중성자 2개가 들어 있는 수소를 말합니다.양성자보다 중성자 수가 많아서 불안정하고, 그래서 삼중수소는 안정을 위해 중성자 하나를 양성자로 변환하려고 합니다.중성자가 양성자로 변환되는 과정에서 방사능이 나오는데 이것은 인체에 치명적입니다.삼중 수소 자체에서 뿜는 방사능은 미미해서 사람 피부를 뚫기는 어려워 외부에서는 많은 양이 아니면 인체에 큰 해를 미치지 못합니다. 그러나 이게 바다에 있으면, 물고기 등을 통해 우리 몸속으로 들어갈 수도 있고, 인체 내부에서 암을 발생시킬 수 있습니다.그래서 일본의 삼중수소 방류를 막으려고 난리인 것입니다.
학문 / 화학
22.07.29
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중력은 서로 당긴다고 하는데 행성은 왜 충돌 하지 않나요?
안녕하세요. 이영훈 변리사입니다.말씀하신대로 태양과 지구 같은 행성은 중력으로 서로 당기게 됩니다. 그 과정에서 태양의 중력이 훨씬 크니 지구가 태양으로 끌려 들어갈 것이라고 예상하는 것이 맞습니다.실제로 태양 형성 초기 많은 가스와 바위들이 있었고, 태양의 중력에 의해 태양 속으로 끌려 들어갔습니다.그러나 지금 행성(수금지화목토천해)들은 이 과정에서 태양 속으로 끌려가지 않고 살아남은(?) 조각들입니다.만약 호탕한늑대님이 말하신대로 태양이 행성들을 끌었다면 이 행성들은 태양과 부딪혀 없어졌을 겁니다.그러면 이 행성들 특히, 지구는 왜 태양과 충돌하지 않을까요...?사실 지구는 태양으로 지금도 끌려가고 있습니다. 중력은 지구의 중심에서 태양의 중심으로 향합니다.하지만 공전 속도가 있어서, 태양의 중심과 지구의 중심을 이은 선을 기준으로 수직 방향으로 지구가 움직이는 힘이 존재합니다.즉, 공전에 의해 밖으로 튕겨나가는 힘과, 중력에 의해 태양으로 끌어당겨지는 힘이 만나서 지구가 태양을 빙글빙글 돌게 되는 겁니다.만약 태양으로 끌어당겨지는 힘이 더 셌으면 지구는 태양으로 끌려들어갔을 것이고,태양이 끄는 힘이 더 약했다면, 지구는 공전이 아니라 점점 태양과 멀어졌을 겁니다.결론: 현재상태(지구가 끌려가지 않고 공전)가 유지되는 것은 태양의 중력 뿐 아니라 지구의 공전으로 인한 관성이 계속 작용하기 때문입니다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.07.29
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지구가 자전하는 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 이영훈 변리사입니다.지구는 서쪽에서 동쪽으로 자전합니다. 지구가 이렇게 자전을 하는 원리에 대해서는 의견이 분분합니다만, 가장 인정받는 나오즈 교수의 가설가설은 다음과 같습니다. 지구 생성 당시, 태양계는 지금의 공전 속도보다 훨씬 빠르게 공전을 하고 있었으며, 모든 물질이 서쪽에서 동쪽으로 돌고 있었습니다.그래서 이런 힘에 의해 지구도 서에서 동으로 공전을 하고 있었으며, 그 과정에서 바위들이 지구에 충돌하거나 흡수하면서 지구 스스로도 회전을 하게 되었다는 가설입니다.그렇다면 태양계는 왜 서쪽에서 동쪽으로 공전을 하게 되었을까요..?여기에 대해서도 의견이 분분하지만, 가장 인정받는 가설은 칸트-라플라스의 성운설입니다. 이 이론에 따르면 태양계는 46억년전 생성되었는데, 먼지(dust)와 가스(gas)로 구성된 거대한 분자 구름의 일부분이 중력 붕괴를 일으키면서 질량 대부분이 중앙부에 집중돼 태양이 탄생했고, 이 태양이 중력으로 주변 물질들을 끌어당겨 태양계 전체가 서쪽에서 동쪽으로 움직이게 되었다는 가설입니다.회전을 하면서 물질들이 응집을 하는데, 이 응집된 물체들이 오늘날의 지구와 같은 행성이 되고, 위성, 소행성 등이 되었다는 가설입니다.결론 : 지구가 자전을 하는 것은 초기 공전 과정에서 지금 속도보다 훨씬 빠른 속도로 바위들과 부딪혔기 때문이다.그리고 태양계 행성은 모두 반시계(서에서 동) 방향으로 자전을 합니다.(금성 제외)금성은 소행성 충돌로 자전 방향이 바뀌었다는 설이 있는데 아무튼 다른 행성들도 자전을 합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.07.29
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전기를 나타내는 용어중 암페아와 볼트의 차이가 뭔가요?
안녕하세요. 이영훈 변리사입니다.전기 충전기나 기구에는 정격 전압과 정격 전류가 있습니다. 간단하게 설명드리면 얘네를 넘어가서 사용하면 기구나 충전기가 폭발할 수도 있으니 조심하라는 겁니다.정격 전압의 단위는 말씀하신 볼트(V)이구요. 정격 전류의 단위가 말씀하신 암페어(A)입니다.볼트는 전압의 단위이고, 암페어는 전류의 단위입니다.전압은 전류를 흐르게 하는 능력(힘)이구요. 전류는 전하(전기를 띠는 입자)의 흐름을 의미합니다.실제 사용상 주의점으로는 정격 전압을 만족하더라도 장시간 사용시 온도가 올라가면서 기구에 무리가 가거나 심하면 폭발할 수 있다는 겁니다. 그래서 정격 전압을 만족하더라도 장시간 사용시 과열되지 않는지 확인하셔야 합니다. 과열은 전하가 지나가면서 다른 입자들(저항)과 부딪히기 때문에 생깁니다.그리고 하나의 콘센트에 멀티탭 같은 것을 꽂아서 여러개의 기구들을 사용하면 개별적으로는 정격 전압과 전류를 만족하더라도 무리가 가서 역시 폭발하거나 전선이 끊어질 수 있습니다. 이런 사항들을 조심하기시 바랍니다.
학문 / 전기·전자
22.07.28
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질량과무게의차이를 알고싶습니다
안녕하세요. 이영훈 변리사입니다.질량과 무게는 다릅니다. 먼저 무게는 질량이 있는 물체에 중력이 작용하면서 발생하는 힘과 같은 개념입니다.그래서 지구에서의 무게와 달에서의 무게는 다를 수 있습니다. 지구와 달의 중력이 다르기 때문입니다.반면 질량은 고유한 성질로써 해당 물질을 구성하는 원자량이나 분자량에 의해 좌우될 뿐, 주위 환경에 영향을 받지 않습니다.정리하면, 질량은 중력과 관계없는 물질의 기본 속성이지만, 무게는 중력의 존재 하에 생성되는 일종의 힘입니다.질량은 물질이 존재하는 이상 0이 될 수 없지만, 무게는 무중력 상태에서 0이 될 수 있습니다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.07.27
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매운 음식 먹었을 때 물을 마시면 더 맵게 느껴지고, 우유는 매운 맛을 완화시켜주는 원리가 궁금합니다
안녕하세요. 이영훈 변리사입니다.먼저 사람이 매운 맛을 느끼는 이유는 캡사이신 때문입니다. 물을 먹어도 매운 맛이 가시지 않는 이유는 물이 이 캡사이신 성분을 제거해주지 못하기 때문입니다.이것은 물은 수용성이고, 캡사이신은 지용성이기 때문에 발생합니다. 캡사이신은 지용성이라 지방에 잘 녹는데, 그래서 물보다 우유에 더 잘 녹습니다.그래서 우유를 마시면 이 캡사이신이 녹기 때문에 입안에서 얼얼한 느낌이 사라지고, 덜 맵게 느껴지는 것입니다.우유 외에 쿨피스 같은 설탕이 많이 함유된 제품들도 효과가 있습니다.그래서 떡볶이에 세트로 쿨피스가 나오곤 하는 것입니다.
학문 / 화학
22.07.27
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전화기가 목소리를 전달하는 원리는?
안녕하세요. 이영훈 변리사입니다.예전 유선 전화기 부터 지금 스마트 폰에 이르기까지 전화기의 형태는 변화했지만, 전화에 한정하여 그 원리는 똑같습니다.전화의 핵심은 인간의 음성을 전류로 바꾸고 전류를 다시 음성으로 바꾸는 일종의 변화기술입니다.1876년 그레이엄 벨은 음파진동에 따라 그대로 전류를 변화시켜 음성을 전하는 방식의 실험에 성공했는데, 이에 착안하여 전화기를 발명하였습니다.전화 통화가 이뤄지려면, 송화기에서 음성을 전류로 변환합니다. 송화기는 인간의 성대 역할을 하는 진동판이 있어서, 소리를 진동시키고 진동의 압력을 탄소립으로 전달합니다. 탄소립의 전기저항은 진동의 압력에 따라 달라지는데, 이에 맞춰 전류도 달라집니다.그래서 음성과 동일하게 변환된 전류가 흐르고, 상대방의 수화기로 전달됩니다.이 변환된 전류는 수화기에서 다시 전류에서 음성으로 변환되는 과정을 거칩니다.수화기는 영구자석, 코일, 진동판을 포함합니다. 코일에 음성전류가 흐르면 그 전류의 변화에 따라 진동판의 자력선이 변화하면서 음성 전류에 맞춰 진동하게 됩니다. 이 진동이 소리로 바뀌며, 사람은 음성이 재생된다고 느끼게 됩니다. 송화기의 진동이 달라지면, 수화기의 진동도 달라지면서 음성도 달라지게 됩니다.이것이 전화기가 먼곳 다른곳에 있는 사람의 목소리를 똑같이 전달하고 통화 하는 원리입니다.
학문 / 전기·전자
22.07.26
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물은 왜 얼리면 부피가 늘어날까요?
안녕하세요. 이영훈 변리사입니다.물을 얼리면 부피가 늘어나는 이유는 물 분자가 수소 결합을 하기 때문입니다.수소 결합은 분자의 결합 방식 중 하나인데 고체인 얼음은 분자가 일정하게 결합하며 수소 결합으로 인한 빈 공간을 갖습니다.물 분자는 고체인 얼음에 비해 분자가 일정하게 결합하지 않아 이 빈 공간이 상대적으로 적게 형성됩니다.그래서 물보다 고체인 얼음이 빈 공간 때문에 부피가 더 커지게 됩니다.
학문 / 화학
22.07.25
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페인트를 칠하면 녹발생이 안되는 이유가 궁금해요
안녕하세요. 이영훈 변리사입니다.페인트칠을 하면 기본적으로 수분과 차단이 일어납니다.그리고 아연처럼 철보다 이온화 경향이 큰 성분을 페인트로 쓰면 철 대신 아연이 산화됩니다. 이런 원리로 철이 산화되는 것(녹스는 것)을 막을 수 있습니다그리고 주석처럼 철보다 이온화 경향이 작은 성분을 페인트로 쓰면 주석은 안정적인 금속이라 산화 자체가 잘 일어나지 않습니다.이런 원리로 페인트를 칠하면 녹 발생을 막을 수 있습니다.
학문 / 화학
22.07.24
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