안녕하세요 김도건 전문가입니다.
토목공학
Q. 기차 철도에 자갈을 깔아 놓는 이유?
철로의 돌들은 기차의 무게를 지탱하고 또 부서지면서 기차에 가해지는 충격을 줄여주는 역할을 합니다. 또한 기차가 지나갈 때 생기는 크고 시끄러운 소리를 감소시켜 주거나 질문자님이 얘기한 것처럼 비가 오면 빗물이 잘 빠지게 해주고, 풀이 자라지 못하게 하여 서릿발로 인해 철로가 솟아오르는 것도 막아줍니다. 마지막으로 기차가 달릴 때 충격을 흡수하여 기차의 흔들림을 줄여주는 역할도 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 토네이도는 평야지역이 넓은 지역 곳에서만 발생하는지요?
토네이도의 생성 원리는 지면에 수직으로 발달해 산이나 큰 탑처럼 보이는 구름인 적란운의 숨은 열이 구름 속의 공기를 데움으로써 강한 상승기류에 의해 발생하게 됩니다. 이 상승공기는 구름의 꼭대기 부근에서 천천히 회전하고 이것이 점점 아래쪽으로 확장되어 깔때기 모양을 만들게 되는데, 이 깔때기가 지면과 닿으면 토네이도가 됩니다. 토네이도는 주로 미국 대평원에서 발생합니다. 넓은 평야 지대에서 바람의 방향이 연직적으로 다르거나 풍속 차이가 커서 토네이도가 발생하게 됩니다.
생물·생명
Q. 하늘에서 정말로 개구리 비나 물고기 비가 내릴 수 있나요?
동물비 현상은 용오름 현상으로 가능할 수도 있습니다. 좁은 지역에 강하게 가열되면 소용돌이가 일면서 강한 상승기류가 생기며 이렇게 생긴 용오름에 의해 물고기나 개구리가 하늘로 빨려 올라갈 수 있습니다. 용오름의 상승기류는 주변 적란운과 연결되며 하늘로 올라간 물고기 등은 다른 지역으로 이동하게 되고 비와 함께 동물들이 다시 땅으로 떨어지게 됩니다.예전이나 요즘이나 기후와 환경이 맞으면 동물비 현상이 아주 드물게 일어날 수 있습니다.
전기·전자
Q. 전자기기(컴퓨터, 휴대폰 등) 전자파에 대하여
전자기기의 전원이 꺼져있는 경우 전자파가 발생하지 않는다고 생각할 수 있으나 플러그에 연결돼있는 경우에는 전자파가 지속적으로 발생하기 때문에, 사용하지 않는 전자기기의 전원은 뽑아두는 것이 좋습니다.참고로 가전기기에서 발생하는 전자파는 노출량 자체가 경미해 인체에 축적되지 않으며, 유해성에 대한 근거 또한 밝혀지지 않았다고 합니다. '전자레인지로 조리된 음식을 먹으면 암을 유발한다'거나, '컴퓨터나 텔레비전에서 나오는 전자파가 남성의 정자 감소에 영향을 준다'는 등 인터넷 상에 떠도는 소문은 대부분 전자파에 대한 막연한 공포에서 비롯된 오해입니다.
전기·전자
Q. 체온계의 온도재는원리가 궁금합니다.
비접촉식 온도계의 원리는 적외선 때문입니다. 적외선은 가시광선이 아니라 눈에 보이진 않지만 탁월한 열 전달력과 강한 공기 중 투과력을 지닌 파장입니다. 그 자체로 열 측정에 최적화된 성질을 지닌 셈인데, 모든 생물이나 물체는 각자 지닌 온도에 따라 이 적외선 에너지를 상시로 뿜고 있다는 겁니다. 즉, 비접촉 적외선 체온계는 대상이 발산하는 적외선 에너지를 열 수치로 변환하는 것이 기본 원리입니다. 종종 체온계 등에서 나오는 빨간빛을 통해 열을 잰다고 생각하는 분들이 있는데, 그건 단순히 열 측정 부위를 표시하는 것에 불과합니다. 다시 말해 체온계는 적외선을 쏘는 게 아니라 ‘흡수’함으로써 체온을 측정하는 겁니다.
물리
Q. 물속에서 가만히 있으면 뜨는 이유가 궁금합니다
사람이 물에 뜨는 이유는 부력때문입니다.부력은 아르키메데스의 원리라고도 불리는데, 간단히 말해 부력이란 물체에 미치는 압력의 합이라고 할 수 있습니다.물보다 가벼워야 물에 뜰 수 있다면, 쇳덩어리로 만들어진 무거운 배는 당연히 물에 뜰 수 없는 것일텐데 드넓은 바다에 배들이 수백, 수천척 돌아다닐 수 있는 이유는 무엇일까요. 바로 배에는 위쪽으로 작용하는 부력이 배의 무게를 지탱하고 있기 때문입니다. 게다가 배의 모양은 물을 밀어내는 모양이기 때문에 위·아래 압력차이가 커져 부력 또한 커지게 되는 것이죠.마찬가지로 사람이 물에 뜨는 원리도 부력 때문입니다. 물이 사람을 위로 밀어내는 힘에 의해서 우리가 물로 떠오를 수 있는 것입니다. 사람의 근육, 지방, 골격의 구성비, 폐의 용적에 따라, 그리고 물체의 종류에 따라서 부력은 다르게 작용하면서 물 위에 뜰 수 있습니다.
토목공학
Q. 발톱은 느리게 자라는 이유??
보통 손톱은 발톱보다 2배 이상 빨리 자랍니다. 정확하게 밝혀진 내용은 아니지만 전문가들에 의하면 손톱이 자라나는 속도에 영향을 주는 요인들은 다양합니다.먼저 내부적인 요인으로는 세포분열의 속도입니다. 손톱이 발톱보다 심장에 가까워 혈액을 통한 산소 공급이 활발하여 세포분열이 더욱 왕성하게 이루어진다는 것입니다.또한 세포분열이 왕성한 시기인 어린 나이일수록 손톱의 자라는 속도 또한 빨라지게 됩니다.그리고 손발톱은 자극을 많이 받을수록 혈류량이 늘어 더욱 빨리 자라게 되는데요. 발톱보다 손톱이 더욱 자주 쓰고 컴퓨터 타자를 치거나 스마트폰을 사용하는 등 외부 자극을 많이 받기 때문에 빨리 자라게 되는 것입니다. 특히 손을 많이 쓰는 직업을 가진 사람들, 즉 피아니스트들은 다른 사람보다 더 손톱이 빨리 자라게 되는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 현재 과학기술로 바다깊숙히 들어갈수있나요?
전 세계에서 가장 깊은 바다는 마리아나해구의 챌린저해연으로 약 1만 1,000m 정도입니다.유인 잠수정으로 전 세계 최고 기록은 중국의 자우룽호로 서태평양 마리아나해구에서 7,062m까지 잠항을 했다고 합니다.무인 잠수정으로는 일본에서 카이코라는 무인잠수정으로 1만 1,000m까지 잠항을 한 역사를 가지고 있지만, 안타깝게도 연구탐사 도중 분실돼 지금은 7,000m급으로 개조됐다고 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 사람이 어떻게 물속에서 뜰수잇나요
사람이 물에 뜨는 이유는 부력때문입니다.부력은 아르키메데스의 원리라고도 불리는데, 간단히 말해 부력이란 물체에 미치는 압력의 합이라고 할 수 있습니다.물보다 가벼워야 물에 뜰 수 있다면, 쇳덩어리로 만들어진 무거운 배는 당연히 물에 뜰 수 없는 것일텐데 드넓은 바다에 배들이 수백, 수천척 돌아다닐 수 있는 이유는 무엇일까요. 바로 배에는 위쪽으로 작용하는 부력이 배의 무게를 지탱하고 있기 때문입니다. 게다가 배의 모양은 물을 밀어내는 모양이기 때문에 위·아래 압력차이가 커져 부력 또한 커지게 되는 것이죠.마찬가지로 사람이 물에 뜨는 원리도 부력 때문입니다. 물이 사람을 위로 밀어내는 힘에 의해서 우리가 물로 떠오를 수 있는 것입니다. 사람의 근육, 지방, 골격의 구성비, 폐의 용적에 따라, 그리고 물체의 종류에 따라서 부력은 다르게 작용하면서 물 위에 뜰 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주는 왜가도가도 끝이안보일까요?
우주의 끝이 어디인지, 끝이라는 것이 과연 존재하는지 인간은 알 수 없습니다. 천문학에서 제시하는 바에 따르면, 우주의 나이는 약 138억년인데, 그때 출발한 빛 메시지가 138억년을 달려 오늘날의 우리에게 간신히 전해준 내용은, 우주가 어느 한곳에서 폭발하듯 터져 나왔고, 그 여파로 아직까지도 계속 팽창하고 있다는 것입니다. 오늘도, 그리고 내일도, 우리의 우주는 조금씩 확장되고 있다는 말입니다. 138억년 전 출발한 우주 탄생의 메시지가 지구로 달려오는 동안에도 우주는 계속 팽창했을 것입니다. 그걸 고려해 계산하면, 망원경 등을 이용해 관측 가능한 우주의 범위는 지구에서부터 약 465억광년 거리까지 입니다. 그보다 더 멀리에서 지구로 달려오고 있는 정보가 더 있는지 우리는 아직 알지 못한다는 말이죠.