안녕하세요. 강상우 전문가입니다.
물리
Q. 도미노의 과학적 원리가 에너지와 관련이 있나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.도미노 한 개가 넘어지면 연속으로 넘어지는 것은 관성이라는 과학적 원리 때문입니다. 관성은 물체가 정지 상태나 일정한 속도로 운동할 때, 그 상태를 유지하려는 성질을 말합니다.도미노는 세로로 세워져 있을 때는 관성으로 인해 넘어지지 않습니다. 하지만, 한 개가 넘어지면, 그 충격으로 인해 뒤에 있는 도미노에도 힘이 전달됩니다. 이 힘은 도미노의 무게와 충격의 크기에 따라 달라집니다.힘이 충분히 크면, 뒤에 있는 도미노도 넘어지게 됩니다. 이때, 넘어지는 도미노는 다시 힘을 전달하여 다음 도미노를 넘어뜨리는 것입니다. 이렇게 해서 도미노가 연속으로 넘어지게 됩니다.따라서, 도미노가 연속으로 넘어지는 것은 에너지와 관련된 과학적 원리인 관성 때문이라고 할 수 있습니다.도미노가 넘어지는 속도는 도미노의 크기, 무게, 충격의 크기 등에 따라 달라집니다. 일반적으로, 도미노의 크기가 크고 무게가 무거울수록, 충격의 크기가 클수록 넘어지는 속도가 빨라집니다.또한, 도미노가 놓여 있는 표면의 상태도 넘어지는 속도에 영향을 미칩니다. 표면이 매끄러울수록 넘어지는 속도가 빨라집니다.도미노 게임을 할 때는 이러한 과학적 원리를 이해하면, 더 재미있고 멋진 도미노 라인을 만들 수 있습니다.
생물·생명
Q. 유전발굴하면 불을 붙이는 이유는?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.유전을 발굴할 때 불을 붙이는 이유는 크게 두 가지입니다.첫 번째 이유는 가스 유출을 방지하기 위해서입니다. 유전에서 나오는 가스는 인화성이 강하기 때문에, 불이 붙으면 쉽게 폭발할 수 있습니다. 따라서, 유전을 발굴할 때는 가스가 새어 나오지 않도록 하기 위해 불을 붙여서 가스를 태워버리는 것입니다.두 번째 이유는 유전의 생산성을 높이기 위해서입니다. 유전에서 나오는 가스는 지하에 갇혀 있을 때는 압력이 높아서 잘 흐르지 않습니다. 따라서, 유전의 생산성을 높이기 위해서는 가스의 압력을 낮춰서 흐르기 쉽게 해야 합니다. 불을 붙여서 가스를 태우면, 가스의 압력이 낮아져서 흐르기 쉬워집니다.안전에 문제가 있는지에 대해서는, 불을 붙이는 방법과 관리에 따라 달라질 수 있습니다. 일반적으로, 유전에서 불을 붙일 때는 가스 농도가 적은 곳에서 시작하고, 불이 잘 붙도록 공기를 충분히 공급합니다. 또한, 불이 꺼지지 않도록 지속적으로 관리합니다. 따라서, 적절한 방법과 관리를 통해 안전하게 유전을 발굴할 수 있습니다.다만, 불을 붙이는 과정에서 가스 누출이 발생할 수 있는 위험이 있습니다. 따라서, 유전을 발굴할 때는 반드시 전문 인력이 안전 수칙을 준수하여 작업해야 합니다.유전을 발굴할 때 불을 붙이는 방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다.첫 번째 방법은 열풍을 이용하는 방법입니다. 열풍을 이용하면 가스를 태우면서 압력을 낮출 수 있습니다. 열풍을 발생시키는 방법으로는 버너, 가스 화염, 전기 가열기 등이 사용됩니다.두 번째 방법은 화염을 이용하는 방법입니다. 화염을 이용하면 가스를 빠르게 태워서 압력을 낮출 수 있습니다. 화염을 발생시키는 방법으로는 횃불, 화염방사기 등이 사용됩니다.유전의 종류, 유전의 위치, 유전의 생산성 등을 고려하여 적절한 방법을 선택하여 사용합니다.
생물·생명
Q. 자라면서 성별이 바뀌는 동물이 있다고 하던데 그 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.성장하면서 성별이 바뀌는 동물을 성전환 동물이라고 합니다. 성전환 동물은 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다.첫 번째는 자연적으로 성전환하는 동물입니다. 이러한 동물은 유전자, 환경적 요인, 또는 두 요인의 복합적인 작용으로 성별이 바뀝니다. 자연적으로 성전환하는 동물의 대표적인 예로는 다음과 같은 것들이 있습니다.리본장어: 리본장어는 파란색 몸을 가진 수컷과 노란색 몸을 가진 암컷으로 구분됩니다. 일정한 크기로 자라게 되면 수컷 생식기관에서 작동이 시작되고 정액을 생산하게 되고, 또 성장하게 되면 수컷 생식기관은 작동을 멈추게 됩니다.수염고기: 수염고기는 암컷으로 태어나지만, 수컷이 부족한 경우 암컷이 수컷으로 성전환합니다. 수염고기의 수컷은 암컷보다 크기가 크고, 턱이 발달되어 있습니다.해파리: 해파리는 처음에는 수컷으로 태어나지만, 성체가 되면 암컷으로 성전환합니다. 해파리의 암컷은 수컷보다 크기가 크고, 난자를 생산할 수 있습니다.두 번째는 인공적으로 성전환하는 동물입니다. 이러한 동물은 인간의 개입으로 성별이 바뀝니다. 인공적으로 성전환하는 동물의 대표적인 예로는 다음과 같은 것들이 있습니다.닭: 닭은 암컷이 알을 낳기 때문에, 닭고기를 생산하기 위해 암탉이 필요합니다. 따라서, 수탉을 암탉으로 성전환시키는 방법이 개발되었습니다.돼지: 돼지는 수컷이 암컷보다 성장 속도가 빠르기 때문에, 돼지고기를 생산하기 위해 수컷을 암컷으로 성전환시키는 방법이 개발되었습니다.어류: 어류는 수컷이 암컷보다 크기가 크기 때문에, 어획량을 늘리기 위해 수컷을 암컷으로 성전환시키는 방법이 개발되었습니다.성전환 동물은 다음과 같은 이유로 성별이 바뀝니다.유전자: 성전환 동물의 유전자에는 성별을 결정하는 유전자가 있습니다. 이러한 유전자의 작용으로 성별이 바뀌는 것입니다.환경적 요인: 환경적 요인으로는 온도, 영양 상태, 스트레스 등이 있습니다. 이러한 환경적 요인에 의해 성별이 바뀌는 것입니다.두 요인의 복합적 작용: 유전자와 환경적 요인이 복합적으로 작용하여 성별이 바뀌는 경우도 있습니다.성전환 동물은 자연계에서 다양한 역할을 하고 있습니다. 예를 들어, 리본장어는 성전환을 통해 개체 수의 균형을 유지하고, 해파리는 성전환을 통해 번식력을 높입니다. 또한, 인간은 인공적으로 성전환 동물을 생산하여 식량을 생산하거나, 생태계의 균형을 유지하는 데 활용하고 있습니다.
화학
Q. 겨울철 자동차가 내뿜는 증기?는 성분이 뭔가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.아침에 보이는 뿌연 수증기는 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다.첫 번째는 물입니다. 밤새 공기 중으로 배출된 수증기가 차가운 지면과 만나 냉각되면서 작은 물방울로 응결되어 뿌옇게 보이는 것입니다. 이 경우는 특별히 건강에 해로운 성분이 포함되어 있지 않습니다.두 번째는 대기오염물질입니다. 자동차 배기가스, 공장 배출가스, 생활폐기물 연소 등에서 발생하는 대기오염물질이 공기 중으로 배출되면서 햇빛과 반응하여 뿌옇게 보이는 것입니다. 이 경우는 대기오염물질에 따라 건강에 해로운 영향을 미칠 수 있습니다.특히, 아침에는 대기 중의 수증기 함량이 높아서 대기오염물질이 물방울과 결합하기 쉽기 때문에 뿌연 수증기가 더 많이 보이는 경향이 있습니다.따라서, 아침에 보이는 뿌연 수증기가 물인지 아니면 대기오염물질인지 구분하는 것이 중요합니다. 물인 경우는 특별히 건강에 해로운 영향을 미치지 않지만, 대기오염물질인 경우는 건강에 해로운 영향을 미칠 수 있으므로 주의해야 합니다.
화학
Q. 평소궁금한건데 불을끄는데는 산소도필요한가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.불을 끄려면 산소도 필요합니다. 불이 계속 타기 위해서는 탈 물질, 산소, 발화점 이상의 온도라는 세 가지 조건이 모두 충족되어야 합니다. 따라서 이 중 한 가지 조건만 없애도 불은 꺼집니다.불을 끄는 방법은 크게 세 가지로 나눌 수 있습니다.탈 물질 제거: 물을 뿌리거나, 모래를 뿌리거나, 덮개를 씌우는 등의 방법으로 탈 물질을 없애는 방법입니다.산소 차단: 물을 뿌리거나, 이산화탄소를 주입하는 등의 방법으로 산소를 차단하는 방법입니다.발화점 미만으로 온도 낮추기: 물을 뿌리거나, 냉각액을 뿌리는 등의 방법으로 발화점 미만으로 온도를 낮추는 방법입니다.이 중에서 산소 차단은 불을 끄는 가장 효과적인 방법입니다. 산소가 없으면 연소 반응이 일어나지 않기 때문에, 불이 꺼지게 됩니다. 따라서 소화기나 소방차에서 사용하는 소화제는 대부분 산소를 차단하는 방식으로 작동합니다.따라서, 불을 끄려면 산소도 필요합니다. 산소를 차단하는 방법으로 불을 끄면 가장 효과적으로 불을 끌 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 평소에궁금한사항인데 산에서는 메아리가들리는이유가 궁금해요
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.산에서 야호를 외치면 메아리가 들리는 이유는 소리가 반사되기 때문입니다. 소리는 공기 중의 진동으로 전달되며, 물체에 부딪히면 일부가 반사됩니다. 산은 높은 지형이기 때문에, 소리가 산에 부딪혀 반사되어 우리 귀에 다시 들리는 것입니다.메아리의 크기와 음질은 소리의 크기, 반사되는 물체의 크기, 반사되는 거리에 따라 달라집니다. 소리가 클수록, 반사되는 물체가 클수록, 반사되는 거리가 짧을수록 메아리가 더 크게 들립니다. 또한, 소리가 높은 음을 낼수록, 반사되는 물체가 매끄러울수록 메아리의 음질이 좋아집니다.
지구과학·천문우주
Q. 로켓의 고체연료 발사체의 원리느누무넛인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.고체연료 발사체는 고체연료를 연소하여 추진력을 얻는 발사체입니다. 고체연료는 액체연료에 비해 다음과 같은 장점이 있습니다.구조가 간단하고 안정적이다. 고체연료는 액체연료와 달리 연소실 내부에 고체 상태로 저장되어 있기 때문에, 액체연료처럼 펌프나 연료탱크가 필요하지 않습니다. 또한, 연소가 시작되면 제어하기 어렵다는 단점이 있는 액체연료와 달리, 고체연료는 연소가 시작되면 일정한 속도로 연소되기 때문에 안정적입니다.발사 준비가 빠르다. 고체연료는 액체연료처럼 연료를 주입하거나 가압할 필요가 없기 때문에, 발사 준비가 빠릅니다.가격이 저렴하다. 고체연료는 액체연료에 비해 원료 비용이 저렴합니다.이러한 장점들로 인해 고체연료 발사체는 군사 목적의 미사일이나, 소형 위성 발사체 등에 주로 사용됩니다.고체연료 발사체의 원리는 다음과 같습니다.고체연료는 연소실 내부에 고체 상태로 저장됩니다.점화 장치에 의해 점화되면, 고체연료가 연소하기 시작합니다.연소에 의해 발생한 가스는 노즐을 통해 고속으로 배출됩니다.배출된 가스의 반작용으로 인해 발사체는 가속됩니다.
전기·전자
Q. 사무실 문이나 벽을 잡으면 정전기가 너무심합니다
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.정전기는 건조한 환경에서 발생하기 쉽습니다. 따라서 실내 습도를 50-60%로 유지하는 것이 가장 효과적인 정전기 방지 방법입니다. 에어컨이나 가습기를 사용하거나, 창문을 열어 환기를 시키는 것이 도움이 됩니다.또한, 피부와 모발을 촉촉하게 유지하는 것도 좋습니다. 핸드크림이나 바디로션을 자주 사용하고, 머리를 빗을 때는 나무빗을 사용하면 정전기를 줄일 수 있습니다.이외에도 다음과 같은 방법으로 정전기를 방지할 수 있습니다.옷을 입기 전에 옷 사이에 신문지를 넣어두거나, 분무기로 물을 뿌려주세요.옷을 세탁할 때 정전기를 방지할 수 있는 섬유유연제를 사용하세요.정전기 방지 스프레이를 사용해보세요.사물에 손을 댈 때는 먼저 손톱으로 살짝 노크하여 정전기를 방출하세요.양말을 먼저 벗은 다음, 신발을 신으세요.
화학
Q. 탄산과 얼음이 만나면 거품이 많이 나는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.탄산음료는 탄산가스(이산화탄소)가 녹아있는 액체입니다. 탄산가스는 액체에 녹아 있을 때, 액체 분자들과 결합하여 탄산수소 이온(HCO₃⁻)을 형성합니다.탄산음료를 개봉하면, 액체 내의 탄산가스가 기체 상태로 빠져나옵니다. 이때, 탄산수소 이온은 다시 탄산가스와 물이 되는데, 이때 발생하는 거품이 바로 탄산음료의 거품입니다.얼음이 담긴 컵에 탄산을 부으면, 얼음의 표면이 거친 부분이 탄산가스의 빠져나가는 경로를 제공합니다. 따라서, 탄산가스가 빠져나가면서 거품이 더욱 많이 생기게 됩니다.구체적으로, 얼음의 표면에는 눈에 보이지 않는 돌기가 많아 탄산음료가 얼음에 닿으면 거품이 더 많이 만들어집니다. 얼음 틈이 거품을 만드는 자극체가 되는 거예요.또한, 얼음은 액체의 온도를 낮춥니다. 액체의 온도가 낮아지면, 탄산가스가 녹아 있는 용해도가 감소합니다. 따라서, 얼음이 담긴 컵에 탄산을 부으면, 탄산가스가 더 쉽게 기체 상태로 빠져나가면서 거품이 많이 생기게 됩니다.따라서, 얼음이 담긴 컵에 탄산을 부으면 거품이 많이 나는 이유는 다음과 같습니다.얼음의 표면이 거친 부분이 탄산가스의 빠져나가는 경로를 제공합니다.얼음은 액체의 온도를 낮추어, 탄산가스가 녹아 있는 용해도를 감소시킵니다.이러한 원리로, 얼음이 담긴 컵에 탄산을 부으면 거품이 굉장히 많이 나는 것을 볼 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 은하계에 있는 천체들은 결국에는 은하 중심에 있는 블랙홀로 빨려 들어가나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.은하계의 중심에 있는 블랙홀은 매우 강력한 중력을 가지고 있기 때문에, 주변의 천체들을 끌어당깁니다. 따라서, 시간이 오래 지나면 은하계에 있는 천체들은 대부분 블랙홀로 빨려 들어가게 될 가능성이 있습니다.그러나, 모든 천체가 블랙홀로 빨려 들어가는 것은 아닙니다. 은하계의 중심에는 블랙홀의 주변을 공전하는 천체들도 존재합니다. 이러한 천체들은 블랙홀의 중력에 의해 끌어당겨지지만, 블랙홀의 중심에 너무 가까이 다가가지 않고, 공전을 유지할 수 있습니다.또한, 은하계의 중심에는 블랙홀을 둘러싸고 있는 성운(nebula)이 존재합니다. 이러한 성운은 블랙홀의 중력에 의해 끌어당겨지지만, 블랙홀의 중심에 닿기 전에 붕괴되어, 블랙홀로 빨려 들어가지 않습니다.따라서, 시간이 오래 지나면 은하계에 있는 천체들은 대부분 블랙홀로 빨려 들어가게 될 가능성이 있지만, 모든 천체가 블랙홀로 빨려 들어가는 것은 아닙니다.구체적으로, 은하계의 중심 블랙홀로 빨려 들어가는 천체의 비율은 다음과 같은 요인에 따라 결정됩니다.블랙홀의 질량: 블랙홀의 질량이 클수록 주변의 천체들을 더 강하게 끌어당기기 때문에, 빨려 들어가는 천체의 비율이 높아집니다.은하계의 구조: 은하계의 구조가 불규칙할수록, 블랙홀의 중력에 의해 끌려들어가는 천체의 비율이 높아집니다.블랙홀 주변의 성운: 블랙홀 주변에 성운이 존재할수록, 블랙홀로 빨려 들어가는 천체의 비율이 낮아집니다.현재까지의 연구 결과에 따르면, 은하계의 중심 블랙홀로 빨려 들어가는 천체의 비율은 약 10% 정도인 것으로 추정됩니다. 즉, 은하계에 있는 천체의 90%는 블랙홀로 빨려 들어가지 않고, 계속해서 은하계에서 공전할 것으로 예상됩니다.