안녕하세요. 김철승 전문가입니다.
물리
Q. 뉴턴의 제3법칙을 이용한 운동량 보존의 원리에 대해 궁금합니다.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.뉴턴의 제3법칙은 모든 힘들이 쌍으로 존재한다고 설명합니다이 법칙에 따르면 한 물체가 다른 물체에 힘을 가하면 그 물체도 동일한 크기의 힘을반대 방향으로 가합니다축구공을 차는 경우를 생각해 봅시다 발이 축구공에 힘을 가하면 축구공도 발에동일한 크기의 힘을 가합니다이 때 발의 힘은 축구공을 앞으로 밀어내고 공은 발에 반대 방향의 힘으로발을 뒤로 밀게 됩니다이 과정에서 운동량 보존의 원리가 적용되는데 이는 폐쇄 시스템에서 운동량의총 합이 보존된다는 원리입니다축구공을 찬 순간 발과 공은 폐쇄 시스템을 형성하며 이 공에게 전달한 운동량이공이 발에게 전달한 운동량과 동일합니다그러나 대부분의 경우 축구공의 질량이 발보다 현저히 작기 때문에 힘의 작용 반작용에도 불구하고공은 발보다 훨씬 빠른 속도로 움직이게 됩니다이 예시에서 운동량의 크기는 힘과 그 힘이 작용한 시간 곱으로 계산되며 결국 힘의 크기가같기 때문에 발과 공의 운동량 변화량은 같다는 것을 알 수 있습니다답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다
지구과학·천문우주
Q. 제임스웹 망원경이 행성을 탐색하는 방법이 궁금해요~
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.제임스웹 우주 망원경은 첨단 기술을 사용하여 행성을 관측합니다이 망원경은 주로 적외선 영역에서 작동하여 먼 거리에 있는 천체의 열을 감지할 수 있습니다행성의 구성 물질을 파악하는 데에는 분광학이라는 기술이 사용되는데 이는 빛의 스펙트럼을 분석하는 방법입니다행성이나 그 주변 환경에서 방출되거나 반사된 빛은 독특한 스펙트럼 패턴을 가집니다이 패턴은 다양한 화학 물질의 서명과 같은 것으로 각 화학 물질은 고유한 스펙트럼을 만듭니다망원경이 수집한 데이터는 지구로 전송되고 전문가들은 이 정보를 분석하여 행성의 대기 조성 성분 등을 결정합니다이렇게 분석된 결과는 천체의 화학적 구성물질에 대한 중요한 정보를 제공하여 우주에 대한 이해를 심화시키는 데 큰 도움이 됩니다답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다
화학
Q. 보일러 효율은 어떻게 설명 가능한가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.보일러의 효율성을 분석할 때는 여러 가지 열량 비율을 고려할 수 있습니다 증기발생에 이용된 열량과 보일러에 공급한 연료의 열량 비율은 보일러의 열효율을 나타내는데 사용됩니다 이는 사용 가능한 열량 대비 실제로 작업에 사용된 열량을 의미하며 효율을 평가하는 중요한 지표입니다 배기가스 열량과 연소실에서 발생한 열량의 비율은 배출 탄소의 열 손실을 가리키며 이 또한 보일러의 효율성을 평가하는 데 사용됩니다 연도에서 열량과 보일러에 공급한 연료가 완전 연소할 때의 열량의 비율은 연소과정에서 방출되는 열의 손실을 평가하는 데 쓰이며 이를 통해 보일러의 전반적인 에너지 손실을 파악할 수 있습니다 이러한 비율들을 통해 보일러의 작동 효율과 에너지 손실을 평가하여 에너지 사용을 최적화할 수 있습니다 답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다
지구과학·천문우주
Q. 국제우주정거장에서의 생활은 어떨까요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.국제우주정거장에서 우주인들의 생활은 지구와 많이 다릅니다 무중력 상태에서의 일상은 모든 활동에 특별한 접근을 필요로 해요 식사 시간은 일반적으로 진공 포장된 식품이나 건조된 식사를 물에 불려 먹습니다 음식은 특별하게 설계된 용기에 담겨 있고 마그네틱 스푼과 포크를 사용해요 수면은 개인용 수면 캡슐에서 이루어져서 우주인들은 정해진 위치에 머물 수 있어요 수면백의 내부에 몸을 고정시킬 수 있도록 벨크로 또는 줄이 있죠 일상적인 활동도 창의적인 방법론이 동반됩니다 예를 들면 운동 기구는 우주인의 몸을 위치에 고정시키는 장치로 구성되어 있어요 위생은 스폰지 목욕과 특수한 물걸레가 포함된 젖은 휴지로 시작해요 물은 무중력에서 자유롭게 흐를 수 없으므로 제한되게 사용되죠 연구 작업 같은 전문적인 활동은 철저한 계획과 미리 정해진 절차에 따라 이루어집니다 각 임무마다 오랜 훈련과 상세한 프로토콜이 요구되죠 답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다
지구과학·천문우주
Q. 북극성과 그 주변 별자리가 사계절 다 보이는 이유?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.북극성이 사계절 내내 보이는 것은 지구 자전축의 극점 근처에 위치하기 때문입니다. 지구가 자전할 때 지구의 북극을 향하는 축은 거의 변하지 않으므로 북극성은 항상 같은 위치에 보이는 것처럼 보입니다. 지구의 공전 경로가 아무리 커도 북극성까지의 거리에 비해서는 극히 작기 때문에, 지구가 태양 주위를 한 바퀴 돌더라도 북극성이 하늘에서 위치가 바뀌는 것을 눈으로 뚜렷이 확인하기 어렵습니다.북극성과 그 주변의 별자리가 사계절 내내 보이는 주된 이유는 지구의 자전축이 그 방향을 가리키고 있기 때문이며, 북극성은 그 지점에 거의 정확하게 위치해 있어 가장 분명하게 이 현상을 보여줍니다. 물론, 지구에서 더 멀리 떨어져 있는 별들도 많지만, 지구의 자전축이 가리키는 정확한 지점에 위치한 별은 북극성만큼 정확하지 않기 때문에, 북극성이 유일하게 이런 특성을 지니고 있는 것은 아닙니다.이와 반대로 남반구에서는 남극성인 시그마 옥탄티스가 비슷한 역할을 하지만 북극성만큼 밝지는 않습니다. 대신 남십자성을 가리키는 방향으로 정렬된 다른 별들이 남극 근처의 하늘에서 이와 유사한 방향을 제공합니다.요약하면, 북극성이 특별하게 보이는 것은 그 위치가 지구의 자전축과 거의 일치하기 때문이고, 지구에서 다른 별들도 많이 떨어져 있지만 자전축과 일치하는 위치에 있는 것은 아니기 때문에 북극성과 같은 방식으로 일년 내내 똑같은 위치에 보이지 않습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.