안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
Q. 엘리베이터의 작동 원리는 어떻게 되나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.엘리베이터의 원리는 고정도르래의 원리와 같습니다. 승강기와 균형추가 서로 반대편에서 와이어로 두레박 식으로 매달려있다. 도르래와 와이어로프의 마찰력에 의해 카를 끌어올리고 내리는 구동원리로 작동됩니다.
Q. 왜 토성에만 고리가 있는 건가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.우주선으로 관측한 결과 토성의 고리는 수많은 얇은 고리들로 이루어져 있었고, 이 고리들은 레코드판처럼 곱게 나열되어 있다. 토성의 고리는 적도면에 자리 잡고 있으며 토성 표면에서 약 7만~14만km까지 분포하고 있다. 따라서 토성의 고리 너비는 약 7만km에 이른다. 토성의 고리는 아주 작은 알갱이크기에서 부터 기차만한 크기의 얼음들로 이루어져 있다.많은 천문학자들은 토성이 생성된 뒤 남은 물질이 고리를 이루는 것이라 추측하고 있다. 즉 성운에서 토성이 생성되고, 이와 같은 시기에 고리도 생성되었다는 설이다. 이는 토성의 거대한 고리계를 설명할 수 있으며, 고리의 희박한 밀도 등 여러 가지를 설명할 수 있으나, 어떻게 고리계가 45억년 이상 유지될 수 있었는지 설명하기는 어렵다. 그리고 일부 천문학자들은 토성의 고리에 대하여 토성의 강한 중력을 못 이겨 산산조각이 난 위성의 잔해물이라 주장한다. 즉 위성이나 유성체, 혜성과 같은 천체들이 토성에 가까이 접근 하면 조석력에 의하여 부서지게 되고, 이후 잔해들이 남아 상호 마찰로 인해 더욱 잘게 부서져 고리를 형성한다는 것이다.
Q. 오뚝이는 어떤 원리를 가지고 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.오뚝이의 원리는 무게중심입니다.오뚝이를 보시면 밑면이 둥글고 지면과접촉하는 부분이 가장 무겁습니다.그래서 옆으로 세워도 무거운 부분이공중에 떠있기때문에 중력에 의해서밑으로 가서 다시 서는 용도입니다.이는 오뚝이의 몸통이 아래쪽 절반이반구모양인데다가, 몸통 아래쪽의밀도가 가장 높아 서 있을 때가무게중심과 중력의 방향이 일치하여안정적인 상태이기 때문입니다.
Q. 코파면 정말 콧구멍이 커지나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.코를 자주 판다고 해서 콧구멍이 커지지는 않습니다. 다만 코 안에 점막이 상할 수는 있습니다.
Q. 우주선 연료에는 뭐가 쓰이나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.무거운 발사체를 우주로 보내기 위해서는 연료가 내뿜는 힘, 추력(thrust)이 중요한데요. 화학적인 반응으로 추진되는 발사체의 연료는 크게 고체 연료와 액체 연료로 나뉘는데, 지금부터 살펴보겠습니다. 먼저 고체 추진제는 고체로 된 연료와 산화제, 그리고 이 둘이 섞일 수 있도록 도움을 주는 결합제로 이루어져 있습니다. 연료로는 주로 금속 알루미늄 분말과 마그네슘 분말이 사용되며 산화제는 과염소산 암모늄(NH4ClO4)과 질산 암모늄(NH4NO3)이 사용됩니다. 이 연료와 산화제가 연소하면서 생기는 연소가스가 밖으로 분출되면서 발사체가 비행하기 위한 힘이 발생합니다. 고체 추진제를 사용할 때는 특별한 장비가 들어가지 않고 고체 연료만이 엔진 내부에 위치해 있어서 무게도 가볍고 구조가 간단하다는 장점이 있습니다. 그러나 발사체에 점화가 되면 반응을 중단할 수 없고, 추력을 제어하기 어렵다는 단점이 있는데요. 그러므로 고체 추진제는 속도 조절이 필요 없는 군용 미사일에 주로 사용됩니다. 그렇다면 정확한 궤도에 진입해야 하는 인공위성과 같은 발사체에는 어떤 연료가 쓰일까요? 바로, 액체 추진제입니다. 액체 추진제는 발사 뒤에도 점화와 소화를 반복할 수 있고, 연료와 산화제의 양을 조절하여 추력 제어가 가능하다는 특장점을 지녔습니다. 그러나 부품이 많아 구조가 복잡하고, 액체 연료의 특성상 저장과 보관이 어려워 개발이 힘들다는 단점이 있습니다. 액체 추진제의 연료는 보통 등유, 액체 수소(H2), 비대칭 디메틸히드라진(UDMH), 히드라진(N2H4) 등이 주로 사용되고, 산화제로 액체 산소(O2), 질산(KNO3), 사산화이질소(N2O4)가 쓰입니다. 지난 10월 하늘로 솟아오른 한국형 발사체 누리호도 액체 추진제를 사용하였는데요. 누리호는 산소를 액체화한 액체 산소와 흔히 등유로 알려진 케로신이라는 연료를 사용했습니다.