안녕하세요. 김철승 전문가입니다.
전기·전자
Q. 〘전자기학⚛︎〙원통좌표계 구좌표계 어디에 쓰이나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.직각 좌표계는 우리 주변 세계를 이해하고 표현하는 데사용되는 강력한 도구입니다. 처음에는 추상적으로 느껴질 수 있지만 실제로는 다양한 분야에서 활용되는 매우 실용적인 개념입니다.직각 좌표계는 서로 직각을 이루는 두 개 이상의 축으로 구성됩니다. 가장 일반적인 좌표계는 2차원 평면에서 x축과 y축으로 이루어진 이차원 직각 좌표계입니다. 3차원 공간에서는 x축 y축 z축으로 이루어진 삼차원 직각 좌표계가 사용됩니다.각 축은 일정한 간격으로 눈금이 표시되어 있으며 각 점은 두 축에 대한 거리로 표현됩니다. 이차원 좌표계에서는 점의 위치를 (x y) 쌍으로 나타내고 삼차원 좌표계에서는 (x y z) 3쌍으로 나타냅니다.직각 좌표계는 다양한 분야에서 활용됩니다. 몇 가지 예시를 살펴보겠습니다.지도 GPS 로봇 공학 등에서 물체의 위치를 표시하는 데 사용됩니다.두 점 사이의 거리와 방향을 계산하는 데 사용됩니다.도형의 면적과 입체도형의 부피를 계산하는 데 사용됩니다.물체의 운동 힘 에너지 등을 계산하고 분석하는 데 사용됩니다.함수 그래프 데이터 분석 등에 사용됩니다.3D 모델링 애니메이션 게임 등에서 컴퓨터 화면에 이미지를 표현하는 데 사용됩니다.간단하고 직관적입니다.정확하고 명확합니다.다양한 분야에 적용할 수 있습니다.복잡한 시스템에서는 사용하기 어려울 수 있습니다.다른 좌표계에 비해 계산이 더 복잡할 수 있습니다.직각 좌표계는 우리 주변 세계를 이해하고 표현하는 데 사용되는 강력한 도구입니다. 처음에는 추상적으로 느껴질 수 있지만 실제로는 다양한 분야에서 활용되는 매우 실용적인 개념입니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학
Q. 에너지가 소멸하면 광자와 입자의 형태로바뀌나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.손전등을 키면 전기 에너지가 빛 에너지로 변환됩니다.이 과정은 다음과 같이 설명될 수 있습니다.손전등 스위치를 켜면 전지 또는 전원 코드를 통해 전기 에너지가 흐릅니다. 이 에너지는 전구 필라멘트에 전달됩니다.전류가 필라멘트를 통과하면서 필라멘트의 저항으로 인해열 에너지가 발생합니다. 필라멘트는 매우 높은 온도(약 2700°C)까지 가열되어 빛을 방출합니다.가열된 필라멘트는 열 에너지를 빛 에너지로 변환합니다. 이 빛은 가시광선 스펙트럼의 다양한 파장으로 구성되어 있으며 우리가 눈으로 볼 수 있는 빛을 형성합니다.빛의 색은 필라멘트의 온도에 따라 결정됩니다. 온도가 높을수록 빛의 파장이 짧아져 파란색 쪽으로 변하고 온도가 낮을수록 빛의 파장이 길어져 붉은색 쪽으로 변합니다. 필라멘트의 물질에 따라 빛의 색이 달라질 수 있습니다.빛은 파동과 입자의 특성을 모두 가지고 있는 양자 역학적 입자입니다. 빛 입자는 광자라고 불리며 질량이 없기 때문에 중력의 직접적인 영향을 받지 않습니다. 중력장은 빛의 경로를 휘게 할 수 있습니다.빛은 에너지를 전달하는 매개체이며 진공에서도 이동할수 있습니다.빛의 속도는 매질에 따라 다르지만 진공에서는 약 30만km/s로 가장 빠릅니다.빛은 다양한 방식으로 반사 굴절 흡수 산란될 수 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 별의 수명/나이는 어떻게 측정하는건가요
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.지구로부터 몇 광년 떨어진 별의 나이와 수명을 측정하는 것은 흥미로운 질문입니다. 먼 거리에 있는 별을 관찰할 때 우리는 실제로 과거의 모습을 보고 있습니다. 왜냐하면 빛이 지구에 도달하는 데 시간이 걸리기 때문입니다.별의 거리를 측정하는 방법은 여러 가지가 있습니다. 가장 일반적인 방법은 연주시차를 사용하는 것입니다. 연주시차는 지구에서 별을 관찰하는 위치에 따라 별의 위치가 약간 움직이는 것처럼 보이는 현상입니다. 이 방법을 통해 천문학자들은 별까지의 거리를 정확하게 측정할 수 있습니다.별의 나이를 측정하는 방법은 크게 두 가지입니다. 첫 번째 방법은 별의 색깔과 밝기를 사용하는 것입니다. 별의 색깔은 표면 온도를 나타내며 밝기는 질량을 나타냅니다. 이러한 정보를 사용하여 별의 진화 모델과 비교하여 나이를 추정할 수 있습니다.두 번째 방법은 별의 회전 속도를 사용하는 것입니다. 별은태어날 때 빠르게 회전하며 시간이 지남에 따라 회전 속도가 느려집니다. 별의 회전 속도를 측정하여 나이를 추정할 수 있습니다.별의 수명은 질량에 의해 결정됩니다. 질량이 큰 별은 핵융합 연료를 더 많이 가지고 있기 때문에 더 오래 빛을 낼 수 있습니다. 천문학자들은 별의 질량을 추정하여 수명을 계산할 수 있습니다.우주 망원경을 통해 별의 거리 색깔 밝기 회전 속도를 측정하여 나이와 수명을 추정할 수 있습니다.측정 방법은 별의 종류와 거리에 따라 다를 수 있습니다.측정에는 오차가 있을 수 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학
Q. 2차 전지사업중 양극재와 음극재 배터리의 차이가 뭔가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.전기차 산업이 급성장하면서 배터리 기술의중요성이 더욱 강조되고 있습니다. 음극재와 양극재는 배터리 성능과 안전성에 큰 영향을 미치는 핵심 소재입니다.음극재: 리튬 이온을 저장하고 방출하는 역할양극재: 리튬 이온을 받아 전류를 발생시키는 역할흑연: 높은 에너지 밀도, 빠른 충전 속도, 높은 가격, 열 안정성 문제흑연계: 흑연보다 낮은 에너지 밀도, 낮은 가격, 안정성 향상리튬 티타늄 산화물(LTO): 낮은 에너지 밀도, 높은 안정성, 긴 수명, 높은 가격니켈 코발트 망간(NCM): 높은 에너지 밀도, 높은 가격, 열 폭주 위험니켈 코발트 알루미늄(NCA): NCM보다 높은 에너지 밀도, 높은 가격, 열 안정성 개선철 인산염(LFP): 낮은 에너지 밀도, 낮은 가격, 높은 안정성, 열 폭주 위험 낮음먼 거리 주행이 중요하면 흑연 음극재와 NCM/NCA 양극재 조합이 유리하지만, 가격이 높고 안전성이 낮을 수 있습니다.빠른 충전 속도가 중요하면 흑연 음극재를 선택하는 것이 유리하지만, 가격이 높고 안전성이 낮을 수 있습니다.안전성이 중요하면 LTO 음극재와 LFP 양극재 조합이 유리하지만, 주행 거리가 짧고 충전 속도가 느릴 수 있습니다.가격이 중요하면 LFP 양극재를 선택하는 것이 유리하지만, 에너지 밀도가 낮아 주행 거리가 짧을 수 있습니다.더 먼 거리 주행을 위해 고에너지 밀도 음극재(흑연) 개발 활발열 폭주 위험 감소를 위해 안정성 높은 양극재(LFP) 사용 증가음극재와 양극재는 전기차 배터리의 성능, 안전성, 가격에 영향을 미치는 중요한 소재입니다. 사용자는 자신의 주행 패턴, 예산, 안전성에 대한 선호도를 고려하여 자신에게 맞는 배터리를 선택해야 합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학
Q. 마라탕에서는 왜 입에서 알싸한 맛이 도는건가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.마라탕의 대표적인 향신료인 산초는 입안에서 시원하고 톡 쏘는 자극을 줍니다. 이는 산초에 포함된 산초유 성분 때문입니다. 산초유는 입안의 신경 전달 물질인 TRPV1을 활성화하여 시원하고 매운 감각을 유발합니다.후추에도 피페린 성분이 포함되어 있어 입안에서 따끔거림과 알싸한 맛을 냅니다. 피페린은 TRPV1뿐만 아니라 TRPA1 신경 전달 물질도 활성화하여 따가움과 맵기를 유발합니다.마늘에는 알리신 성분이 포함되어 있습니다. 알리신은 입안에서 황화수소를 생성하여 매운 맛과 알싸한 맛을 냅니다. 또한, 알리신은 TRPA1 신경 전달 물질을 활성화하여 따가움을 유발합니다.고추에는 캡사이신 성분이 포함되어 있습니다. 캡사이신은 TRPV1 신경 전달 물질을 활성화하여 강한 매운 맛을 냅니다.마라탕의 강한 향신료 맛은 입안에 오랫동안 남아 물을 마셔도 쉽게 씻겨지지 않습니다. 특히, 산초의 시원한 맛과 후추의 따끔거림은 입안에 오랫동안 잔류하여 물을 마실 때 이상한 맛을 느끼게 합니다.마라탕을 먹으면 후각에도 변화가 일어납니다. 강한 향신료 냄새는 후각 수용체를 일시적으로 무감각하게 만들어 물을 마실 때 평소와 다른 맛을 느끼게 합니다.마라탕의 매운 맛은 혀와 입안의 미뢰를 자극하여 미각 감각을 변화시킵니다. 이러한 변화는 물을 마실 때 평소와 다른 맛을 느끼게 합니다.개인의 미각과 후각에 따라 마라탕의 알싸한 맛과 물을 마실 때 느끼는 이상한 맛의 강도는 다를 수 있습니다.물을 여러 번 마시거나 혀를 깨끗하게 닦으면 이상한 맛을 더 빨리 없앨 수 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.