안녕하세요. 강상우 전문가입니다.
Q. 피사의 사탑이 기울어지지 않는 이유?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.피사의 사탑이 기울어지지 않는 이유는 크게 두 가지로 설명할 수 있습니다.첫째, 무게중심이 탑의 내부에 있기 때문입니다. 건물이 무너지지 않기 위해서는 무게중심이 건물의 밑면 안에 있어야 합니다. 피사의 사탑은 기울어져 있지만, 무게중심은 여전히 밑면 안에 있습니다. 따라서 기울어져 있더라도 무너지지 않습니다.둘째, 연약한 지반이 오히려 탑을 지탱하는 역할을 하기 때문입니다. 피사의 사탑은 연약한 지반 위에 세워졌습니다. 지반이 연약하면 지진이나 다른 외부 충격에 의해 지반이 침하할 수 있습니다. 그러나 피사의 사탑의 경우, 지반이 침하함으로써 탑이 기울어졌지만, 동시에 탑의 무게를 분산시키는 효과도 가져왔습니다. 따라서 탑이 더 이상 기울어지지 않게 되었습니다.
Q. 노이즈 캔슬링은 어떤 과학적 원리로 작동되나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.노이즈 캔슬링은 소리의 상쇄간섭 현상을 이용한 기술입니다. 소리는 일정한 형태를 갖는 파동의 일종이며, 이와 반대되는 파동을 같은 시간에 발생시키면 서로 상쇄되는데, 이를 상쇄간섭이 일어났다고 합니다.노이즈 캔슬링 이어폰은 내장된 마이크를 통해 주변 소음을 수음하고, 그 소음의 파형을 분석하여 반대 위상의 소리를 생성합니다. 이 반대 위상의 소리는 주변 소음과 만나 상쇄되어 소음을 줄이는 효과를 냅니다.
Q. 매질에 따른 음파의 속도 변화에 대한 궁금증
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.소리는 매질의 밀도와 탄성계수에 따라 전파 속도가 달라집니다. 밀도가 높고 탄성계수가 높은 매질에서 소리가 더 빨리 전파됩니다.공기의 밀도는 1.225 kg/m^3이고, 탄성계수는 1.42 x 10^5 Pa입니다. 물의 밀도는 1,000 kg/m^3이고, 탄성계수는 2.2 x 10^9 Pa입니다. 따라서, 물의 밀도는 공기의 밀도보다 826배 크고, 탄성계수는 158배 큽니다. 따라서, 물에서 소리는 공기에서보다 158배 빠르게 전파됩니다.이외에도 금속과 같은 고체 매질에서는 소리가 공기보다 훨씬 빠르게 전파됩니다. 예를 들어, 철의 밀도는 7,874 kg/m^3이고, 탄성계수는 2.07 x 10^11 Pa입니다. 따라서, 철에서 소리는 공기에서보다 1,700배 빠르게 전파됩니다.
Q. 전기에서 노출도전부는 무엇을 말하는지요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.전기에서 노출도전부는 전기설비의 일부로서 전류가 흐를 수 있는 도전성 부분을 말합니다. 일반적으로 전기설비의 금속 부분이 노출도전부에 해당합니다. 예를 들어, 전기 콘센트의 금속 부분, 전기 스위치의 금속 부분, 전기 배선의 금속 부분 등이 노출도전부에 해당합니다.노출도전부는 사람이 접촉할 수 있는 위치에 있는 경우 감전의 위험이 있습니다. 따라서 노출도전부는 안전하게 보호되어야 합니다. 이를 위해 노출도전부는 접지되어야 합니다. 접지는 노출도전부를 대지와 연결하여 전류가 안전하게 대지로 흐르도록 하는 것입니다.노출도전부가 제대로 접지되지 않은 경우, 전기설비의 절연이 손상되어 전류가 노출도전부로 흐를 수 있습니다. 이 경우 사람이 노출도전부에 접촉하면 감전의 위험에 노출됩니다.
Q. 우리가 북극성이라고 부르는 별도 태양같은 행성인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.북극성처럼 반짝이는 별들은 모두 태양처럼 스스로 에너지를 발산하는 천체입니다. 별은 수소와 헬륨과 같은 가스와 먼지로 이루어져 있으며, 그 안에서 핵융합 반응이 일어나면서 에너지가 발생합니다. 핵융합 반응은 두 개의 원자핵이 합쳐져 더 무거운 원자핵이 되는 반응으로, 이 과정에서 엄청난 양의 에너지가 방출됩니다.별의 크기와 질량에 따라 핵융합 반응이 일어나는 방식이 다릅니다. 작은 별은 수소가 헬륨으로 융합되는 반응이 일어나며, 큰 별은 수소, 헬륨, 탄소, 질소, 산소 등 다양한 원소들이 융합되는 반응이 일어납니다.북극성은 태양보다 약 2,500배 더 밝은 별로, 질량은 태양의 10배 정도입니다. 북극성의 중심부에서는 수소가 헬륨으로 융합되는 반응이 일어나며, 이 과정에서 엄청난 양의 에너지가 방출됩니다. 이 에너지는 별의 표면으로 전달되어 별을 빛나게 합니다.