안녕하세요 설효훈 전문가입니다.
물리
Q. 총알도 일직선이 아니라 휘어서 날아가나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 명중률과 비행거리를 높이기 위해 강선을 이용해 회전하며 발사하는 총알을 쏠 수 있게 되었지만 사실 총알은 완전히 직선으로 비행하지 않습니다. 뉴턴의 외친 제1법칙인 관성의 법칙처럼 총알이 날아갈 때 어떤 외부의 힘이 아예 없다면 직선으로 총알이 비행할 수 있을지도 모르지만, 지구에 있는 한 항상 일정한 중력이 작용하기 때문에 총알 역시 중력의 영향을 받습니다.뉴턴의 2법칙에서 나온 F(힘)=m(질량)a(가속도)라는 공식처럼 비행하고 있는 총알에 중력이 작용하면 속도가 변하기 때문에 결국 포물선 궤적을 그리며 점점 아래 쪽으로 떨어지게 됩니다. 이렇게 총알이 중력에 의해 포물선으로 날아가기 때문에 대부분이 총에는 가늠자가 실제 총구보다 조금 윗부분에 달려있습니다.출처 : 스마트1분 블로그 - 손목을 비틀어 총알을 휘어 날아가게 한다. 가능할까?
화학
Q. 햇빛을 받으면 피부가 검어지는 이유는??
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 우리 몸은 자체적으로 외부로부터 몸을 지키려는 노력을 합니다. 우리 몸에 자외선이 침투하면 연약한 dna 사슬 구조가 끈겨서 다시 복구 되거나 재생 될때 변형에 의해서 피부 암이 생기기도 합니다. 그래서 햇볕에 많이 노출되면 자체적으로 자외선을 흡수하기 위해서 피부에 있는 멜라닌 세포가 많이 형성되면서 피부가 검게 되는 것입니다. 멜라닌 색소의 색이 검은 색이라서 검게 피부가 변하는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 먹구름은 까맣고 그냥 구름은 하얀 이유는?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 대기권의 산란은 공기 분자, 먼지 미립자, 물 분자, 오염물질 입자 등에 의해 발생합니다. 물풍선을 터뜨렸을 때 물 방울이 사방팔방으로 튕겨 나가듯이 태양의 복사 에너지도 대기권에서 미립자들에 의해 여러 방향으로 산란합니 다. 그런데 구름방울은 가시광의 모든 파장을 거의 균등하게 산란시킬 수 있을 정도로 큽니다. 구름은 규모가 작 은 것이라 해도 광학적으로 두꺼우므로 산란하지 않은 아주 적은 광만이 구름을 통과할 수 있습니다. 태양광선의 흡수력이 약하고 무수히 많은 구름 방울들이 가시광의 모든 파장을 각 방향으로 산란시키게 되면 구름은 흰색으 로 보이게 됩니다.구름이 자라 키가 커지면서 더 많은 태양광이 굴절되고 구름을 투과하는 광선의 양은 적어집니다. 실제로 두께가 1,000m나 되는 구름을 투과하는 광선은 비교적 적습니다. 구름의 하부까지 도달하는 광선이 워낙 적고 따라서 여 기서 산란하는 광선도 적으므로 구름 밑은 검게 보입니다. 동시에, 구름 하부의 방울들이 커지면 그 산란 효과는 감소하고 흡수력은 증가합니다. 따라서 구름 하부까지 도달하는 소량의 광선마저도 산란하기보다는 흡수되기 쉽 고 그 결과 구름은 더욱 검게 보이는 것입니다.굵어진 구름 방울들이 더 커져 무거워지면 비가 되어 지상으로 떨어집니다. 그래서 먹구름이 발달하면 비가 올 가 능성이 높아지게 되는 것이죠!출처 : 기상청 블로그 - 먹구름은 왜 검게 보일까?
생물·생명
Q. 평발은 왜 오래 걷기 힘든가요??
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 발바닥의 오목한 굴곡 구조는 신체의 하중에 의해 발에 가해지는 압력을 발바닥과 지면의 접촉을 최소화하여 지면에 분산하기 위해서 있는 것인데, 평발은 이 압력을 분산하는 기능이 약하므로 발이 쉽게 피로해지는 문제가 있다. 장시간 서 있거나, 오랫동안 보행하는 등 발에 압력을 오래 가하면 가할수록 고통은 심해진다. 압력으로 인한 부담이 더욱 심하기 때문에 체중이 아주 많이 나가지 않아도 훨씬 더 쉽게 고통과 불편함을 느끼기도 한다. 그리고 발바닥에 아치가 없으니 다리가 11자로 곧게 서지 못하고 발목 쪽이 주저앉아 안쪽으로 휘게 된다. 이 때문에 무게중심이 더욱 발볼로 쏠려 고통은 더욱 극심해진다. 다른 사람에 비해 키 손해를 보는 것은 덤이다.출처 : 나무위키 - 평발
전기·전자
Q. 전기신호가 소리로 바뀌는 건 어떤 과학적 원리인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 스피커에 들어있는 코일에 소리의 전기신호가 흐르면 자기장의 작용에 의해 코일 사이에 있는 철 조각이 움직인다. 이 진동이 진동판에 전해져 소리가 발생한다. 소리 신호와 자기장, 전기, 진동판이 있다면 스피커를 만들 수 있다는 얘기다.출처 : 전기신호를 소리로 바꾼다! 스피커 만들기 - KISTI의 과학향기
생물·생명
Q. 윤년은 왜 생기나요? 궁금합니다!!
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 윤년이 생기는 이유는 지구의 자전주기와 공전주기가 딱 맞물리지 않기 때문이다. 지구가 태양을 한 바퀴 도는 공전주기는 365.2422일인데, 달력의 최소 단위인 하루는 자전주기를 기준으로 하기 때문에 남는 0.2422일(5시간 48분 46초)을 표기할 방법이 없다. 그러나 이 오차가 4년 모이면 하루에 근접해지기 때문에 4년마다 하루를 추가해서 넣는 것으로, 이것을 윤년이라고 한다. 그리고 이렇게 추가된 날짜를 윤일, 또는 윤년일이라고 부른다.출처 : 나무위키 - 윤년
토목공학
Q. 바나나를 보관할때 걸어놓으면 천천히 익는다는데 이유가 뭔가요??
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 바나나가 검어 지는 이유는 크게 두 가지다. 첫째, 바나나가 숙성하며 내뿜는 '에틸렌 기체' 때문이다. 에틸렌 기체는 과일이 익을 때 스스로 내뿜는호르몬 성분으로, 과일이 빨리 익도록 만든다. 또 에틸렌 기체는 공기보다 가볍다. 공기 중에 두면 위로 올라간다는 말이다. 따라서, 에틸렌 기체가 모여 있는 바나나 꼭지 부분을 위쪽으로 해서 걸어 놓아야 과육에 영향을 덜 준다는 것이 정설이다.또 하나의 직관적인 이유가 있다. 바닥과의 접촉은 바나나 과육을 무르게 한다. 흔히 바나나를 식탁 위에놓아두면, 식탁과 닿는 부분의 껍질부터 검어 지는 것을 발견할 수 있다. 바나나 한 송이의 무게는 약 1kg~1.5kg이다. 그 무게를 지탱하다 보면 바닥 부분의 과육은 점점 더 물러질 수밖에 없다. 그런데 바나나를 걸어서 보관한다면? 바닥과의 마찰로 과육이 물러지는 것은 방지할 수 있다.출처 : 크리에이티브이코노미 - 바나나, 걸어서 보관하면 정말 덜 상할까?
지구과학·천문우주
Q. 화성이나 달에도 구름이 있나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 화성의 대기를 다른 측면에서 본다면 굉장히 특이한데, 여름이 되면 극지방에 얼어있던 드라이 아이스들이 승화하여 다시 대기 중으로 유입되는 과정에서 표면에 물의 흔적을 남기며, 최대 시속 400 km까지 도달하는 계절풍이 화성의 대기를 여러번 휩쓸게 된다. 이 과정에서 엄청난 양의 먼지와 수증기들이 대기 중으로 유입되면서 지구에서 생기는 형태와 유사한 성에나, 큰 권운형 구름을 형성한다. 이 권운형 구름은 2004년에 오퍼튜니티에 의해 촬영되었던 적이 있었고 2008년에 피닉스 탐사선이 화성의 극지방에서 토양을 분석할 때 물로 이루어진 얼음이 검출된 적이 있었다.(출처 : 나무위키 - 화성)달은 대기가 없어서 산소도 없고 물도 없어서 구름이 없습니다.
지구과학·천문우주
Q. 대기권 밖으로 나가면 지구의 대기압이 0에 가까워지는데, 이때 인간의 몸에는 어떤 변화가 일어날까요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 우주 공간에 노출되었을 때의 직접적인 사망 원인은 질식사이다. 호흡기가 진공에 노출되면 폐에서 혈액 속 산소가 뽑혀나와 빨려나가고 이렇게 산소가 제거된 혈액이 뇌에 닿으면 바로 의식을 잃은 뒤 곧 질식사하게 된다. 미군과 나사의 고고도 노출 사고 연구에 따르면 폐에서 산소가 모두 뽑혀 나간 혈액이 뇌에 도달하기까지 최대 15초의 시간이 있으며 그 이후로는 사람이 기절하여 대처가 불가능하게 된다. 진공에 의한 기절 후에도 1~2분 안에 압력을 복구하고 산소를 공급해 주면 아직 뇌에 손상이 생기지는 않아 회복될 수 있지만, 진공 노출 시간이 그 이상으로 길어지면 뇌세포가 죽기 시작하므로 뇌손상으로 인해 살아남기 어렵다.출처 : 나무위키 - 우주 공간에 맨몸으로 나가면 터져 죽는다
물리
Q. 진공 상태에서 물체가 낙하할 때, 공기 저항이 없다면 어떤 속도로 떨어질까요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 모든 물체에 작용하는 중력의 크기(=mg)는 떨어지는 물체의 질량에 비례한다. 하지만, 뉴턴의 운동 제2법칙인 F=ma에 이를 적용하여 보면, mg=ma와 같은 결과가 얻어지므로 물체의 가속도는 a=g로 물체의 질량과는 관계가 없다. 따라서 무거운 물체와 가벼운 물체에 작용하는 중력의 크기는 서로 다르지만, 가속도가 서로 같으므로 동시에 무거운 물체와 가벼운 물체를 떨어뜨리면 같은 속도를 가지고 떨어지게 된다. 물론 이러한 설명은 물체의 모양이나 공기의 저항을 고려하지 않은 진공 중에서의 운동에 적용된다. 건물 옥상에서 돌과 종이를 동시에 떨어뜨리는 경우에 돌이 빨리 떨어지는 이유는 공기에 의한 저항력이 서로 다르기 때문이다.출처 : 창원대학교 과학영재교육원 - 무거운 물체와 가벼운 물체의 자유 낙하운동