안녕하세요. 김철승 전문가입니다.
기계공학
Q. 자동차 타이어 공기압 단위환산?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.자동차 타이어 공기압 단위는 psi와 psig로 표기되는데 헷갈리실 수 있습니다.1. psi와 psig의 차이점:psi: Gauge pressure (게이지 압력)의 약자로, 대기압을 제외하고 타이어 내부의 압력만을 측정한 값입니다.psig: Gauge pressure (게이지 압력)에 대기압 (14.7 psi)을 더한 값입니다.2. 단위 변환:psi에서 psig로 변환: psi에 14.7을 더합니다.psig에서 psi로 변환: psig에서 14.7을 뺍니다.3. 대부분의 경우 psi 사용:타이어 공기압 표시는 대부분 psi 단위를 사용합니다.자동차 매뉴얼, 타이어 게이지, 주유소 공기압 측정기 등에서도 psi 단위를 사용합니다.4. psig 사용 예시:공압 시스템 설계, 제조 분야에서 psig 단위를 사용합니다.절대 압력을 측정하는 경우 psig 단위를 사용합니다.단위 변환 시 혼동하지 않도록 주의해야 합니다.psi와 psig 단위를 명확하게 구분하여 사용해야 합니다.psi: 대기압을 제외한 타이어 내부 압력psig: psi에 대기압 14.7 psi를 더한 값대부분의 경우 psi 단위 사용답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학
Q. 리튬을 대체할 수 있는 물질이 있을까요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.현재 전기차와 휴대폰에 사용되는 배터리는 대부분 리튬이온 배터리입니다. 리튬은 높은 에너지 밀도를 가지고 있어 작은 크기로도 많은 에너지를 저장할 수 있다는 장점이 있습니다. 리튬은 가격이 비싸고 채굴 과정에서 환경 오염을 유발할 수 있다는 단점도 있습니다.리튬 대체 물질 개발은 오랫동안 연구되어 왔으며 현재까지 다음과 같은 후보들이 떠오르고 있습니다.나트륨은 리튬보다 풍부하고 저렴하며 채굴 과정에서 환경오염도 적습니다. 리튬 이온 배터리에 비해 에너지 밀도가 낮고 충전 속도가 느리다는 단점이 있습니다.마그네슘은 리튬보다 가볍고 높은 에너지 밀도를 가지고 있습니다. 리튬 이온 배터리에 비해 충전/방전 수명이 짧고 안정성이 낮다는 단점이 있습니다.알루미늄은 풍부하고 저렴하며 안정성이 높습니다. 리튬 이온 배터리에 비해 에너지 밀도가 낮고 충전 속도가 느리다는 단점이 있습니다.리튬-황 배터리는 리튬 이온 배터리보다 에너지 밀도가 훨씬 높습니다. 리튬-황 배터리는 안정성이 낮고 수명이 짧다는 단점이 있습니다.전고체 배터리는 기존 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용합니다. 이는 안전성을 높이고 에너지 밀도를 향상시킬 수 있습니다. 아직 상용화 단계까지는 갈 길이 멉니다.리튬 대체 물질 개발은 활발히 진행되고 있지만 아직 리튬 이온 배터리의 성능을 완전히 대체할 수 있는 기술은 개발되지 않았습니다. 각 후보 물질들은 장점과 단점을 가지고 있으며 상용화를 위해서는 기술적 문제 해결과 경제성 확보가 필요합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학
Q. 페트병 안 물은 버릴때 방식에 따라 빠지는 속도가 다른 이유가 궁금해요
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.페트병에서 물을 버릴 때 단순히 수직으로 버리는 것보다 회오리를 만들어 버리는 것이 더 빠르게 물을 비울 수 있습니다. 그 이유는 다음과 같습니다.1. 베르누이 원리유속 증가 압력 감소 회오리를 만들면 병 안쪽의 유속이 증가하고 압력이 감소합니다.압력 차이 이 압력 차이에 의해 물이 더 빠르게 밖으로 밀려나옵니다.예시빨대를 입으로 물고 빨 때 혀를 이용하여 빨대 끝에 와류를 만들면 물이 더 빠르게 빨아들어옵니다.비행기 날개는 베르누이 원리를 이용하여 양력을 발생시킵니다.2. 원심력회오리 속 물 이동 회오리 속에서 물은 원심력에 의해 바깥쪽으로 밀려나갑니다.중력과의 합력 이 원심력과 중력이 합쳐져 물이 더 빠르게 아래로 떨어지도록 합니다.예시세탁기에 빨래를 넣고 돌릴 때 원심력에 의해 빨래에 묻은 물이 밖으로 밀려나갑니다.암소가 젖을 짜는 것도 원심력을 이용하는 원리입니다.병의 크기가 크고 목이 좁을수록 회오리 효과가 더욱 뚜렷하게 나타납니다.물의 점성이 낮을수록 더 빠르게 흐르게 됩니다.바람과 같은 외부 환경도 물의 흐름에 영향을 미칠 수 있습니다.페트병에서 물을 빠르게 버리고 싶다면 회오리를 만들어 버리는 것이 효과적인 방법입니다. 베르누이 원리와 원심력에 의해 물이 더 빠르게 밖으로 밀려나오기 때문입니다. 다만 병의 크기 물의 점성 외부 환경 등 다양한 요소가 물의 흐름에 영향을 미칠 수 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 왜 여름에만 백조자리를 볼수있나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.백조자리를 여름에만 볼 수 있는 이유는 지구의 자전과 공전 때문입니다. 지구는 태양 주위를 공전하면서 계절이 변하고, 자전하면서 밤과 낮이 생깁니다.지구는 24시간 동안 한 번 자전하며, 이로 인해 밤과 낮이 생깁니다. 밤하늘의 별은 지구 자전에 따라 서쪽에서 떠서 동쪽으로 지는 것처럼 보입니다.지구는 1년 동안 태양 주위를 한 번 공전하며, 이로 인해 계절이 변합니다. 공전 궤도는 완벽한 원이 아니라 타원형이기 때문에 지구와 태양 사이의 거리는 계절마다 달라집니다.별자리는 하늘에서 고정된 위치에 있지만, 지구의 자전과 공전 때문에 우리가 볼 수 있는 별자리는 계절마다 다릅니다.여름철에는 백조자리, 독수리자리, 전갈자리 등 남쪽 하늘의 별자리를 볼 수 있습니다. 겨울철에는 오리온자리, 큰개자리, 작은개자리 등 북쪽 하늘의 별자리를 볼 수 있습니다.백조자리는 밤하늘에서 쉽게 찾을 수 있는 밝은 별자리입니다. 특히 데네브, 알비레오, 사드르 등의 밝은 별들이 백조자리를 이루고 있습니다.백조자리는 십자가 모양으로 알려져 있으며, 이는 전설과 관련되어 있습니다.백조자리는 여름철 대표 별자리 중 하나이며, 7월 말에서 8월 초 사이에 가장 잘 볼 수 있습니다.별은 실제로 하늘에서 움직이지만, 그 움직임은 매우 느리기 때문에 우리가 일상생활에서 눈으로 감지하기는 어렵습니다.별의 움직임을 확인하는 방법은 시차를 이용하는 것입니다. 시차는 관찰자의 위치에 따라 별의 위치가 달라 보이는 현상입니다.별의 움직임은 수백 년 단위로 관찰해야 명확하게 확인할 수 있습니다. 고대 별자리와 오늘날 별자리를 비교하면 별의 위치 변화를 확인할 수 있습니다.별은 탄생하고 죽는 과정을 거치며, 이 과정에서 밝기가 변하거나 사라지기도 합니다.별이 죽을 때 초신성 폭발이 일어나 잠시 동안 매우 밝아지기도 합니다.변광성이라고 불리는 별들은 주기적으로 밝기가 변합니다.백조자리는 여름철에만 볼 수 있는 특별한 별자리입니다. 지구의 자전과 공전 때문에 계절마다 볼 수 있는 별자리가 다르고, 백조자리는 여름철 대표 별자리입니다. 별은 실제로 움직이지만, 그 움직임은 매우 느리기 때문에 우리가 일상생활에서 눈으로 감지하기는 어렵습니다. 별은 탄생하고 죽는 과정을 거치며, 이 과정에서 밝기가 변하거나 사라지기도 합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
물리
Q. 격파훈련을 하면 어떤 원리로 골밀도가 단단해지는건가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.뼈는 외부 자극에 따라 적응하고 변형되는 능력을 가지고 있습니다.격파 훈련과 같은 반복적인 충격은 뼈에 미세한 손상을 일으키고, 이를 복구하는 과정에서 뼈가 더 단단해집니다.즉, 훈련을 통해 뼈는 더 많은 하중을 견딜 수 있도록 적응합니다.격파 훈련은 다음과 같은 메커니즘을 통해 골밀도를 증가시킵니다. 뼈를 형성하는 조골세포의 활동을 증가시켜 뼈 형성을 촉진합니다. 뼈를 구성하는 콜라겐 섬유의 배열을 정교하게 만들어 뼈의 강도를 높입니다. 뼈의 외부 층인 피질골의 두께를 증가시켜 뼈의 강도를 높입니다.훈련 효과를 극대화하기 위해서는 다음과 같은 요소들을 고려해야 합니다. 적절한 강도의 충격을 주는 것이 중요합니다. 너무 강하거나 약한 충격은 효과적이지 않습니다. 훈련 빈도는 개인의 체력 수준과 골밀도 상태에 따라 조절해야 합니다. 훈련 지속 시간은 훈련 강도와 빈도에 따라 달라집니다. 칼슘과 비타민 D와 같은 뼈 건강에 필요한 영양소를 충분히 섭취해야 합니다.격파 훈련은 부상 위험이 있으므로 주의해야 합니다.훈련 전에 충분한 준비 운동을 하고, 훈련 후에는 충분한 휴식을 취해야 합니다.만약 통증을 느낀다면 즉시 훈련을 중단하고 전문가의 도움을 받아야 합니다.격파 훈련 외에도 골밀도를 증가시키는 다양한 방법들이 있습니다.규칙적인 운동, 균형 잡힌 식단, 충분한 수면 등이 골밀도 증가에 도움이 됩니다.개인의 건강 상태에 따라 적절한 방법을 선택하는 것이 중요합니다.결론적으로, 격파 훈련은 골밀도를 증가시키는 효과적인 방법이지만, 안전을 위해 주의해야 합니다. 훈련 효과를 극대화하기 위해서는 적절한 강도, 빈도, 지속 시간을 유지하고, 영양 섭취에도 신경써야 합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.