안녕하세요 김도건 전문가입니다.
생물·생명
Q. 가축들이 방출하는 메탄가스가 오존파괴의 주요원인이 맞나요?
소나 양 등 모든 가축들이 발생시키는 메탄가스는 전 세계 메탄가스 배출량의 약 37%를 차지한다고 합니다. 호주의 경우 소나 양 등의 가축에서 배출되는 메탄가스가 1년간 호주 전역에서 배출되는 온실가스 양의 1/5에 달합니다.또한 메탄가스는 부피 대 부피로 비교할 때 지구온난화의 주범으로 지목받는 이산화탄소보다 열을 잡아 가두는 능력이 21배나 높기 때문에 유엔 식량농업기구(FAO)에서도 가축을 사육하는 것이 기후변화의 가장 큰 원인 중 하나라고 지목하고 있습니다.이러한 이유로 가축 동물의 메탄가스 발생을 줄이기 위한 연구도 활발히 진행중이라고 합니다. 메탄가스를 줄이기 위해 소나 양에게 마늘이 섞인 사료를 먹이면 메탄가스 방출량이 50%까지 줄어든다는 사실을 발견 하는 등 이러한 연구는 앞으로도 많이 진행될 것으로 보입니다.
토목공학
Q. 라디오 주파수 FM 과 AM은 무슨차이인가요?
AM 주파수는 Amplitude Modulation의 약자로 진폭변조입니다. AM은 500kHz ~ 1600kHz의 낮은 주파수를 사용하여 장애물이 있어도 멀리까지 쉽게 전파가 되지만, 음질은 좋지 않습니다.FM 주파수는 Frequency Modulation의 약자로 주파수변조입니다. FM은 87MHz ~ 108MHz의 높은 주파수를 사용하여 장애물에 쉽게 전파를 방해 받지만, AM 보다 음질이 훨씬 좋습니다.따라서, TV 방송에서도 음질이 좋지 않지만 멀리까지 전파가 되는 AM을 영상신호로, AM보다 음질이 뛰어난 FM은 음성신호로 사용하고 있습니다.
화학
Q. 남자소변기 자동 작동 원리가 궁금합니다.
남자 화장실에 있는 자동 소변기는 적외선을 감지하여 알려주는 원리입니다. 간단히 말해 사람의 몸에서는 열(체온)을 감지해 램프가 켜지면서 물을 자동으로 내려주게 됩니다.
전기·전자
Q. 워치에 심박수 측정은 어떻게 하는건가요?
스마트 워치의 심박수 측정 기능은 워치의 뒷 부분에서 녹색 LED를 피부에 쏘게 되면 피부에 흡수되고 혈관 및 뼈에 반사되는데 동맥혈에서 반사된 빛이 변하게 되는데 이 부분을 센서가 인식하여 심박수를 산출하게 되는 것입니다. 우리가 들숨, 날숨을 쉴때 가슴이 움직이는 것처럼 심장이 뛸때 혈류가 변하면서 반사된 빛도 변하게 되고 이를 광센서로 인식을 하는 것입니다.
생물·생명
Q. 태아의 성별은 언제 결정지어 지나요?
임신 9주가 되면 태아에서 분비되는 호르몬 변화를 통해 생식기가 남자, 여자로 구분되어 발달합니다. 여아의 생식기는 임신 11주, 남아의 생식기는 임신 13~14주 경 발달이 완료됩니다. 이 시기 이후부터 초음파로 성별이 구분되긴 하지만, 임신 20주 이후부터 남녀 차이를 명확하게 구별할 수 있습니다.태아 다리 사이에 뭐가 보인다고 남아, 안 보인다고 여아라고 하는 것은 아닙니다. 여아는 외음부가 두 개 또는 네 개의 선으로 관찰돼야 하며, 남아는 음경이 위 앞쪽으로, 음핵이 태아 아래쪽을 향하는 것으로 구분됩니다.임신 12~16주에 실시한 정밀 초음파의 측면 전신 사진에서 태아의 음경이 위 앞쪽으로 향하게 찍히는 경우가 있습니다. 많은 분들이 이를 ‘각도법’이라고 알고 있는데요. 이 경우 남아일 가능성이 높지만, 간혹 탯줄이나 여아의 외부 생식기와 혼동되어 찍힌 것일 수 있기 때문에 임신 20주 정밀 초음파로 성별을 확인하는 것이 더 정확합니다.
물리
Q. 높은 곳에서 떨어뜨린 물체가 무거우면 더 빨리 떨어지나요?
만약 공기의 저항이 없다면 모든 물체는 무게에 상관없이 동시에 떨어지게 됩니다. 모든 물체에 작용하는 중력의 크기(=mg)는 떨어지는 물체의 질량에 비례하는데, 뉴턴의 운동 제2법칙인 F=ma에 이를 적용하여 보면, mg=ma와 같은 결과가 얻어지므로 물체의 가속도는 a=g로 물체의 질량과는 관계가 없으므로 질량으로 인한 효과는 상쇄됩니다. 공기의 저항이 있다면 무거운 물체가 더 빨리 떨어질 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 태풍이 오면 창문에 신문지를 붙여서 파손을 방지하는 원리는 무엇인가요?
태풍이 올때 창문에 신문지를 붙이거나 테이프를 붙이는 것은 파손을 방지하는 효과가 있지 않습니다. 파손을 방지하기 보단 파손됐을 경우 파편이 튀거나 비산물이 떨어지는 위험을 줄이는데 도움이 됩니다. 창문이 파손되는 것을 방지하기 위해선 창문 틈새를 막아 흔들림을 줄여주는 것입니다.
전기·전자
Q. 건물 자동문에 접근했을 때 어떻게 문이 열리는 걸까요?
자동문의 원리는 크게 두 가지가 있는데 적외선 센서를 이용한 방식과 몸무게를 이용한 방식입니다.적외선은 빛의 양의 변화에 민감해 문 앞에 서 있는 사람에 의해 빛이 차단되면 적외선 센서가 이를 감지하게 됩니다. 감지된 신호를 동력부로 전달하여 자동문을 여닫게 되는 것입니다. 몸무게를 이용하는 자동문은 문 앞에 무게를 감지하는 발판이 설치돼 있는데, 사람이 자동문 앞에 다가서면 몸무게에 의해 발판 밑에 있는 스위치가 작동해 문이 열리는 간단한 방식입니다.
물리
Q. 속도 측정기는 어떤 원리인가요?
속도측정기의 원리는 레이더파의 도플러 효과를 이용하여 속력을 측정합니다. 이 원리는 속도 측정기에서 레이더파를 달리는 차와 같은 물체에 쏘아 되돌아오게 하고 속도 측정기 내부에 장착된 컴퓨터는 안테나에서 발사될 때의 진동수와 자동차에 반사되어 되돌아온 진동수를 비교하여 자동차의 속도를 구해내는 것입니다.
생물·생명
Q. 사람의 눈은 고양이나 기타 다른 동물에 비해 빛의 밝기 차이에 반응을 잘 못하는데 어떤 이유 때문인걸까요?
사람의 시각과 동물의 시각은 시각 기관의 다양한 형태에서도 차이를 가집니다. 동물들은 간단한 구조부터 복잡한 기관까지 매우 다양한 형태의 시각 기관을 가지고 있습니다. 그러나 기본적인 원리는 비슷합니다. 망막에 간상세포와 원추세포가 빛을 받아들여 신경신호로 전환하고 이를 뇌로 보냅니다. 원추세포는 특정 파장대의 빛에 민감하게 작용하여 빛의 색깔을 인식합니다.예를들어 고양이와 사람의 눈을 비교한다면 고양이는 야행성 동물입니다. 야행성 동물은 밤에도 잘 볼 수 있도록 망막에 최대한 많은 간상세포가 있습니다. 고양이 눈에는 사람보다 6~8배 더 많은 간상세포가 있어 밤에도 잘 볼 수 있습니다. 반면 색을 구별할 수 있는 원추세포는 적거나 또는 거의 없습니다. 이 때문에 낮에는 파스텔 톤의 세상을 보게 될 것으로 추측됩니다.