안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.
Q. 비행기를 탈 때마다 느끼지만, 비행기가 하늘을 나는 원리가 너무 궁금합니다.
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.비행기의 원리를 찾으면 베르누이 법칙에 의해 양력이 발생해서 날 수 있다 라는 내용을 쉽게 찾으실 수 있습니다.이때 중요한 것은 비행기 날개의 모양입니다. 비행기 날개의 윗면은 볼록한 유선형이고, 아래면은 편평한 형태입니다. 동일한 양의 공기기 윗면과 아래면에 동시에 맞으면, 윗면은 공기가 이동해야하는 길이가 길고 아래면은 공기가 이동해야하는 길이가 짧아서 공기의 속도가 다르게 됩니디. 이 공기의 흐름에 의해서 날개를 위에서 누르는 공기 압력보다 아래에서 위러 밀어올리는 압력이 세지게되는데, 이 힘은 비행기의 속력에 비례하여 더 커지게됩니다.때문에 비행기가 이륙 전에 충분한 속력을 얻기 위해(충분한 양력을 얻기 위해) 활주를 하는 것입니다.감사합니다.
Q. 돌고 있는 물체의 크기가 작아진다면 돌아가는 속도가 빨라지는 건가요?
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.질문 하신 내용에서 만약 물체의 질량은 그대로인 상태에서 크기만 줄어든다면 각운동량 보존법칙에 의해 반경이 줄어들어 회전 속도가 빨라지게 됩니다.피겨 스케이팅에서 팔을 벌리고 회전하다가 팔을 몸쪽으로 붙이면 회전 속도가 상승하는 것과 동일한 원리입니다.감사합니다.
Q. 물 분자를 물리적인 힘으로 깨뜨릴수 있을까요?
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.가능합니다. 물 분자를 깨트리는 가장 간단한 방법은 수소 원자와 산소 원자로 분해하는 방법입니다.물 준자에서 수소 원자와 산소 원자 사이의 본딩 에너지 보다 더 큰 에너지를 주입하면 본딩이 깨지게 됩니다.감사합니다.
Q. 블럭을 높이 올리면 더 잘 쓸어지잖아요
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.블럭을 높이 쌓으면 쓰러지는 이유는 여러가지 원인이 있습니다공기중에는 흐름이 있기 때문에 영향을 받을 수 있고, 우리가 느끼지 어렵지만 어디에도 진동도 존재합니다.가장 큰 이유는 블록면과 블록이 놓인 바닥면 / 블록의 윗면과 아래면이 평행하지 않기 때문이라고 생각됩니다.어떤 물체를 만들든 공차가 발생하게됩니다. 정밀기계가공으로 정육면체를 만들더라도 면의 편평도를 일정 이하로 만들기는 쉽지 않습니다. 정밀기계가공으로 재작 가능한 두께(높이) 공차는 20nm 수준입니다.공차라는 것은 만들때마다 다르기 때문에 공장에서 일관되게 만든 블록을 사용하더라도 각 블록마다 다 다른 공차값을 가지게 됩니다. 따라서 정확하게 블록 개수로 계산하는 식을 만들기는 힘들지만 예상 공차를 적용하여 계산해볼 수 있습니다.블록이 쓰러지는 여러가지 경우의 수 중에 가장 우에 새로 블록을 놓았을때 그 블록이 미끄러지며 쓰러지는 경우를 가정하면블록 1개의 정지마찰력 계산 방법은 비탈면에 높인 물체가 각도을 점점 높일때 미끄러지기 시작하는 각도를 구하는 법과 동일합니다.이때 각도는 블록 바닥면의 길이 L, 예상공차의 절대값 a, 미리 쌓인 블록의 수를 b라고 했을때각도 = atan(ab/L)로 근사할 수 있습니다.감사합니다.
Q. 겨울에 손에 끼는 장갑은 왜 추위를 완벽히 막아주지 못하는걸까요?
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.장갑을 껴도 열이 교환되는 이유는 2가지 입니다.장갑을 구성하는 물질 자체가 열전달을 합니다.철을 이용해서 장갑을 만들고 공기가 통하지 않게 밀봉을해도 철 자체적으로 열을 전달하게 되는 것이죠.두번째로는 장갑을 구성하는 매질이 공기를 통과시키기 때문입니다. 스키장갑처럼 두꺼운 장갑도 공기를 조금씩 통과시킵니다. 이때 외부의 찬 공기가 들어오게 됩니다.말씀하신대로 진공으로 장갑을 만들 수 있다면 열차단율이 아주 우주한 장갑을 만들 수 있겠지만 기술적으로 구현에 어려움이 있습니다. 일반적으로 진공은 매우 단단한 금속이나 강화유리로 된 공간을 만들고 그 안의 공기를 빼내는 방식으로 만들기 때문입니다.최근 에어로졸이라는 물질이 열전달률이 매우 작고 내열성이 뛰어난 소재로 우주산업에서 각광을 받고 있습니다.이 물질을 사용해서 장갑을 만든다면 진공만큼은 아니지만 열차단율이 매우 높은 장갑을 만들수도 있을갓 같습니다.감사합니다.