안녕하세요 김두환 전문가입니다.
기계공학
Q. 자동차 정면 충돌 사고시 사람이 가장 충격을 적게 받는 충돌 방법은 무엇입니까?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.정면으로 박는것보다 측면으로 박는 것이 충격을 덜 받는 방법입니다. 정면으로 박으면 두 차의 속력을 더한 만큼 충격이 가해지지만, 측면으로 박으면 두차의 속력의 일부만큼 차감되어 충격을 받게되기 때문입니다.
지구과학·천문우주
Q. 천둥, 번개는 왜 생기게 되나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.구름에는 전자(-)가 분포하는데, 전자가 많아지면 땅과 구름사이에 전압이 높아져 공기를 타고 전자가 이동(전류 발생)할 수 있습니다. 즉, 번개가 치는것이죠.이 때 전자가 지면으로 이동하면서 공기중에 있는 원자, 분자와 충돌하게 되며 빛이 발생하고 주변 공기를 압축시키거나 수축시켜 진동을 일으키며 천둥소리가 나는 것이죠.천둥 변개는 두꺼운 구름이 형성 됐을 때 그 안에 분포하는 물과 수증기의 음전하가 강해지면서 높은 전압을 형성해 공기를 방전시키며 천둥이 치게 됩니다. 하지만 겨울에 눈이 올 때에는 보통 두꺼운 구름은 형성되지 않고 중간 정도의 두께나 얇은 두께의 구름을 형성하고 수증가와 물보다 눈, 얼음 알갱이가 많아 음전하로 대전 되는 정도가 비가 올 때에 비해 적습니다. 그래서 천둥이 잘 치지 않죠.
전기·전자
Q. 발전기와 전동기의 차이는 무엇인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.전동기(모터)와 발전기는 전자기 유도 현상을 원리로 작동합니다. 전자기 유도 현상이란 코일(도선)이 있고, 코일 주변에 자석(또는 전자석)이 움직이거나 자기력이 변화하고 있을 때 코일(도선)에 유도 전류가 흐르는 현상을 말합니다.전동기(모터)를 뜯어보시면 아시겠지만, 자석이 있고 중간에 코일이 있을겁니다. 이 자석이 중간에 위치한 코일에 자기장을 만들어주고, 우리는 전기를 연결하여 코일에 전류를 흘려보내줍니다. 그러면 코일에는 전류가 흐르게 되는데, 전류가 흐르는 도선은 마치 하나의 자석처럼 역할을 합니다. 그리고 전류가 흐를 때 자석이 되는 것을 전자석이라고하죠. 코일에 전류가 흘러 전자석이 되고, 코일 주변에 자석이 놓여 있기 때문에 전자석이 자석에서 발생한 자기장에 의해 회전하게 됩니다. 그리고 이 코일에는 톱니바퀴가 연결되어 모터 역할을 하는것이죠.전동기와 반대로 발전기는 자석과 코일로 이루어져 있어, 자석이 코일 주변으로 회전하거나, 코일이 자석 주변으로 하면서 코일에서 유도 전류가 발생하는데 이를 모아 전기로 사용하는 원리입니다. 회전 방향과 상관없이 코일에 전류를 모을 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구에서 별을 바라볼 때 별이 빛나는 원인은 무엇인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.별이나 태양에서 빛(열)이 나는 이유는 핵융합 반응에 의한 것입니다.태양은 별 중에 하나로, 별은 주로 핵융합 반응에 의해 빛과 에너지를 방출합니다. 별이나 태양에서 일어나는 핵융합 반응은 원자(원자핵) 2개가 더 큰 원자(원자핵)이 되는 반응입니다. 이 과정에서 반응전 원자(원자핵) 2개의 질량을 더하면 반응 후 원자(원자핵) 질량보다 큰 것을 알 수 있는데, 반응 과정에서 질량 손실이 에너지(빛, 열)로 변한 것이죠. 이를 핵융합반응이라고합니다. 이 때 손실된 질량이 에너지로 변하는 과정은 E=mc^2을 통해 계산됩니다.
토목공학
Q. 원전오염수 방류하는데 안전한건가요 ?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.후쿠시마 오염수를 방류할 경우의 시기, 해류, 계절, 수온, 바람의 세기 등 다양한 변수가 작용하므로 우리나라에 도달하는 시기를 알아내기는 어려우며, 피해의 정도도 산출하기는 어렵습니다. 하지만, 방류하게 될 경우 어떤 위험이 존재할진 정확하게 알기 어렵기 때문에 대비를 하시는 것이 좋다고 판단됩니다.