안녕하세요 김장현 전문가입니다.
물리
Q. 달리는 자전거가 쓰러지지 않는 원리는 무엇일까요?
자전거가 넘어지지 않는 이유는 다음과 같습니다.1. 자이로 효과회전하는 회전체가 그 회전축을 일정하게 유지하려는 성질입니다.자전거나 오토바이가 직진할 때 속도가 빨라질수록 그 안정성이 높아집니다2. 회전관성관성의 법칙에 의해 외부로 부터 힘이 작용하지 않으면 물체의 운동 상태가 변하지 않습니다.이미 굴러가는 자전거는 계속 굴러가려고 합니다.
화학
Q. 기온이 낮아지면 미세먼지 농도가 낮아지는 이유는 무엇인가요?
대부분 미세먼지나 황사는 중국발인 경우가 많습니다.중국이 공장을 가동하거나 겨울에 난방을 가동하면서 나오는 유해물질들이 미세먼지와 황사로 우리나라로 넘어오게 됩니다.코로나로 인해 공장 가동이 줄어들어 한동안 미세먼지가 사라졌다가,겨울이 시작되면서 난방을 틀게되면서 미세먼지 농도가 다시 오르게 되었습니다.실제로 기온이 낮은 경우에도 미세먼지가 높은 경우가 많습니다.
화학
Q. 석유의 종류 및 분류는 어떻게 되나요?
원유에는 여러 성분이 포함되어 있고 각 성분별로 끓는점이 다르기 때문에 각각의 기름을 추출할 수 있습니다.예를 들어 휘발유는 150도 이하에서기체를 수집하여 추출이 가능합니다.등유는 200도 이하, 경유는 350도 이하에서 추출이 가능합니다.
지구과학·천문우주
Q. 왜 토성에만 고리가 있는 건가요?
토성의 고리는 여러 크기의 얼음이 모여 형성되었습니다.토성이 생성되면서 남은 물질들이 고리를 이룬것으로 보고 있습니다.토성이 매우 커서 고리가 잘 보일 뿐, 목성, 천왕성, 해왕성도 고리를 가지고 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 과학적으로 지구 온난화를 막을 방법은 없을까요?
이산화탄소, 메탄 같은 온실가스는 태양으로 들어온 짧은 파장의 복사에너지는 통과시키지만,지구로부터 나가는 긴 파장의 복사에너지는 흡수하기 때문에 지표면을 데우는 효과가 있습니다.하지만 이러한 주장에 대한 반박하는 주장도 실제로 있습니다.반박 주장의 경우 실제 인간의 활동이 온실가스의 비중이 작다고 주장합니다.그리고 지구 온난화는 활발한 태양 활동에 의한 현상이라고 합니다.게다가 대기중 이산화탄소 농도의 증가량과 지구 표면 온도 상승량의 정확한 메커니즘을 밝힌 연구가 아직 없습니다.따라서 지구와 태양 사이에 발생하는 일이므로 과학적으로 해결할 방법은 아직 없습니다.
화학
Q. 건물 밖에 에어컨 실외기를 설치해야 하는 이유는 무엇인가요?
에어컨을 사용하게 되면 실외기에서 따뜻한 바람이 배출됩니다.즉 내부는 차갑지만 외부는 더워지게 됩니다.실외기를 내부에 둔다는 것은 에어컨이 차갑게 만든 온도를 다시 뜨겁게 만드는 것이 됩니다.
생물·생명
Q. 반딧불이는 어떻기 혼자 스스로 빛을 낼수있나요??
루시페린이라는 물질은 공기에 있는 산소와 만나 화학 반응(산화 반응)을 일으키며 빛이 발생하는 물질입니다.이 물질이 반딧불이의 기관 내의 세포가 만들어내고 있습니다.따라서 반딧불이는 발광세포를 가지고 있어서 빛을 낼 수 있습니다.
전기·전자
Q. 자기부상열차의 원리에 대해 궁금합니다
자석이 같은 극이면 반발력이 생기는 것이 자기부상 열차의 원리 입니다.전류가 변하면 자기장이 생기는데 1초에 약 4천번 정도의 전기를 껐다 켰다해서 자기장을 만듭니다.이 자기장으로 열차가 뜨게되면 그 이후에는 리액션 플레이트와 모터로 추진력을 만들어 열차를 조절합니다.
물리
Q. 엘리베이터의 작동 원리는 어떻게 되나요?
엘레베이터는 도르래의 원리로 설명될 수 있습니다.엘레베이터 가장 위에 고정도르래가 있고, 엘레베이터를 움직일 평형추가 연결되어 있습니다.이 평형추를 제어해서 올리면 엘레베이터가 내려가며 평형추를 내리면 엘레베이터가 올라가게 됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 겨울엔 왜 날씨가 추운걸까요?
지구는 태양을 공전하고 있습니다.그런데 태양주변을 돌 때 원으로 돌지 않고, 타원으로 돌고 있습니다.따라서 여름에는 태양과 지구사이가 가장 가까울 때고, 겨울에는 태양과 지구 사이가 가장 멀 때 입니다.태양과 거리가 멀어지니 추워지게 됩니다.