안녕하십니까. 김효진 과학 분야 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구의 나이는 대략적으로 얼마나 되었을까요?
안녕하세요. 김효진 과학전문가입니다.지구의 나이는 46억년입니다. 방사성 동위원소측정법을 이용하면 쉽게 알 수 있습니다. 지각의 나이를 측정하는 것입니다. 참고로 블랙홀이 촬영된 이후 기독교에서는 측정법의 오류를 지적하면서 지구의 나이는 6천년이라고 주장하는데요. 제가 무교지만 교회를 다니고 신학 공부를 하는데, 공교롭게 같은 시기에 문자학과 동아시아사, 중국사를 공부중이었습니다. 기독교의 주장은 무시하시기를..물리나 공학을 떠나서 수년전부터 중국 지역에서 기원전 6천년 유물도 출토되고 있으며, 이는 고서에 기록된 내용으로 전설로만 여겨졌던 것입니다. 단군도 실존 인물로 생각되는 유물들이 출토되는 시점에..
지구과학·천문우주
Q. 풍차 날개 같은 것은 어떤 원리로 돌아가는건가요?
안녕하세요. 김효진 과학전문가입니다.풍차는 용어처럼 바람을 이용하는 기계입니다. 차라는 한자를 보통 대표 음과 뜻을 수레차라고 하지만 기계, 기구를 뜻합니다. 풍차는 바람에 의해 날개가 회전하여 운동에너지를 발생시키고 전기에너지로 전환시킵니다. 물론 전기에너지 전환 이전에 바로 운동에너지(기계적에너지)로 사용하기도 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 비가 오는 날 몸도 마음도 더 가라앉는 이유는?
안녕하세요. 김효진 과학전문가입니다.그런가요? 대부분의 사람들은 비가 오면 마음이 가라앉지만 차분해지는 효과를 얻는데요. 그래서 숙면 유도를 위해 빗소리를 틀고 잠을 청하거든요. 남성인지 여성인지 혹은 연령대가 어떻게 되시는지는 모르겠지만 호르몬과 관련이 있으신 것 같아요. 진통제를 하나 드셔보시고 20~30분뒤에도 비에 따른 감정에 변화가 있는지 체크해보세요. 추측하자면 안정해지실 것 같아요.
생물·생명
Q. 우리 몸 내에서 살아가는 박테리아는 어떻게 작용하고 있을까요?
안녕하세요. 김효진 과학전문가입니다.인체의 박테리아는 생존에 영향을 끼칩니다. 외부에서 유해한 바이러스가 침입하면 공격을 합니다. 요구르트 선전에서도 자주 등장하는 것처럼 장 등의 소화기관에서 영양소를 분해하는 역할도 합니다.
화학
Q. 화학 반응에서 화학 에너지가 어떻게 변환되나요?
안녕하세요. 김효진 과학전문가입니다.실생활에서 예를 들겠습니다. 나무가 생장할 때 광합성 작용을 통해서 빛 에너지를 화학적 에너지로 저장합니다. 이후 캠핑시 장작을 불로 태울 때 나무에 축적된 화학에너지가 빛 에너지와 열 에너지로 전환되어 밝아지고 뜨거워지는 것입니다.
전기·전자
Q. 문자와 언어가 무엇이 다른지 궁금합니다.
안녕하세요. 김효진 과학전문가입니다.문자는 음성이나 뜻을 시각적으로 표현한 것입니다. 언어는 문자를 포함하여 모든 말을 칭합니다. 가령 사람을 뜻하는 단어는의 경우 영어는 people, person, man 정도가 되고 한국어는 사람이라고 씁니다. 이것이 문자인데요. 더 쉽게 예를 들면 사람을 문자인 한자로 표현하여 사람인을 쓰면, 한국은 인, 중국은 렌, 일본은 닌 등 음성이 다릅니다. 즉 언어는 문자를 포함하는 개념입니다.
전기·전자
Q. 자동차에 설치된 발전기는 무슨 발전기인지요?
안녕하세요. 김효진 과학전문가입니다.자동차의 발전기는 교류발전기입니다. 연비를 위해서 차량의 중량을 감소시키는 것이 가장 확실한 방법인데, 경량화가 가능하기 때문입니다. 또한 내구성 확보에 유리하고 저속이나 공회전시 충전이 가능하기 때문입니다.
물리
Q. 일반상대성이론과 특수상대성이론의 핵심차이는 뭐가요?
안녕하세요. 김효진 과학전문가입니다.특수상대성이론과 일반상대성이론에 대해 전문가분들이 설명을 잘 하셨기에 저는 다른 관점에서 보충 설명을 할께요. 질문자님뿐 아니라 많은 사람들이 오해하는 부분이 용어 때문인데요. 실생활에서 특수라는 말이 들어가면 더 어려운 것으로 생각할 수 있습니다. 상대성이론에서 특수라는 말이 들어간 것은 특수한 경우에만 해당된다는 의미입니다. 즉 조건이 까다롭거나 모르는 것은 빼고 확실한 상황에서만 적용했다는 뜻입니다. 그래서 일반상대성이론보다 앞서서 발표된 것입니다. 이런 의미의 용어가 많은데요. 예를 들어 뉴튼의 운동법칙을 설명할 때 마찰력은 무시한다는 기본 가정, 어떤 수학 개념에서 자연수의 범위에서 공식이 적용된다거나 분모가 0일때에만 적용된다거나 하는 것들과 같은 경우입니다. 가장 유사한 예를 들면 삼차, 사차방정식의 인수분해가 있겠네요. 이차방정식에 비해 삼차, 사차가 교과서 등에서는 뒤에 나오고 이름도 삼차, 사차라서 어렵다고들 오해하는데요. 난이도는 같습니다. 그 이유는 어차피 일차, 이차로 쪼개고 바꿔서 풀어야 하니까 결국 일차, 이차방정식을 분해할줄 알면 삼차, 사차도 쉽게 됩니다. 많은 수학, 과학, 공학의 90% 는 중고등학교까지의 이론이 전부입니다.
전기·전자
Q. 감압변의 원리에 대하여 묻고 싶습니다
안녕하세요. 김효진 과학전문가입니다.뱃고동 소리는 감압변에서 발생되는 것이 맞습니다. 감압변은 명칭 그대로 물의 압력을 감소시키는 장치입니다. 15mm 이상 직경의 관으로 오는 물을 15mm로 강제로 감소시키면 유속이 증가합니다. 운동방정식에 근거하여 변단면의 경우 입구와 출구의 유량은 동일합니다. Q=Av인데, 입구와 출구의 유량이 같으려면 출구의 단면이 작아지므로 유속이 증가해야만 합니다. 중요한 것은 유량에는 변화가 없습니다. 이 상황에서 수압을 감소시키는 것이 목적이므로 레듀셔를 사용하여 관의 크기를 줄이고 감압변을 설치합니다. 물론 동일한 관경에도 설치하여 수압을 감소시킵니다. 분기되는 지점부터 관의 단면이 일정하게 도달하는 것이 계획된 설계라고 할 수 있습니다만 시공시 현장 여건에 따라 부득이하게 되는 경우가 빈번합니다. 아무튼 감압변 즉 감압밸브는 밸브를 닫아 유량을 강제로 감소시키고 압력손실을 유도합니다. 이 때 특별히 강조할 때 밸브압력손실이라는 용어를 사용합니다. 결론적으로 감압변은 유량을 줄여 압력을 감소시키는 장치입니다. 자동수도꼭지가 하나 더 있다고 생각하면 되겠습니다.
지구과학·천문우주
Q. 첨성대가 지진에도 안무너진 이유가 궁금합니다
안녕하세요. 김효진 과학전문가입니다.제가 이런 유물을 안전진단하는 곳에 있었습니다. 이 분야가 거의 독점이라서 소수만 인지하고 있는데요. 독점이 된 이유는 토목분야에서도 구조공학, 지반공학 전문가들이 할 수 있는 일이기 때문입니다. 물론 건축분야를 동시에 전공해야만 하고요. 첨성대, 탑 등 유물들은 파괴되거나 전도되지 않았을뿐 지진에 의한 손상이 많습니다. 따라서 수시로 보수를 하고요. 과거부터 내진에 필요한 구조적인 보강을 해오고 있습니다.