안녕하세요 신광현 전문가입니다. 물리학을 전공했습니다.
Q. 우주에서 쓰는 볼펜의 원리는 뭔가요?
안녕하세요. 신광현 과학전문가입니다. 우주는 중력이 없기 때문에 마찰력이나 모세혈관효과를 이용해야됩니다. 연필은 마찰력이므로 쉽게 사용 할 수 있습니다. 하지만 전기가 통하는 작은 조각인 연필의 주성분인 흑연이 우주선 안에서 돌아다는 것을 원치 않기 때문에 우주에서도 사용 할 수 있는 펜을 만들었습니다. 일반적인 펜은 펜의 촉 안에 작은 쇠구슬이 있습니다. 이 구슬에 돌아가면서 잉크가 흘러나오는 원리입니다. 여기서 구슬이 중력에 영향을 받습니다. 하지만 우주는 중력이 없기 때문에 모세혈관효과를 이용합니다. 흔히 만년필을 보면 됩니다. 가느다란 부분이 있으면 더 가느다란 부분으로 가는 성질이 있기 때문에 만년필 형식으로 펜을 만듭니다. 그리고 우주에서 그 펜을 쓰면 종이가 잉크로 흡수하면서 적힙니다. 하지만 우주는 어떤 자세 어떤 온도에서도 사용해야 되므로 잉크통을 밀폐한 후 무조건 뒤에 있는 잉크가 앞에 있는 잉크를 밀어내도록 설계 되어 있어 명품 펜이라고 할 수 있습니다.
Q. 날씨는 매우 추운데 바닷물은 잘 얼지 않습니다.
안녕하세요. 신광현 과학전문가입니다.일반 물은 어는 점이 0도입니다. 하지만 바닷물은 여러 물질이 섞인 혼합물입니다. 즉 여러가지 물질이 섞여 있어서 어느점이 내려가 영하의 날씨에도 잘 얼지 않습니다. 그래서 차에 사용하는 워셔액들 여러 물질은 부동액이라고 합니다. 즉 혼합물은 어는점이 일반 물보다 더 낮습니다.
Q. 날벌레들이 비 맞으면 어떻게 되나요?
안녕하세요. 신광현 과학전문가입니다.곤충들은 일단 기압차를 쉽게 느끼기 때문에 비를 피할 수 있습니다. 그래서 동굴이나 다리 아래 그리고 잎이 넓은 나뭇잎 뒤편에 숨은 행동을 합니다. 글쓴이님이 궁금하신 곤충이 비를 맞는 경우는 날개가 젖어 날지 못하게 됩니다. 그래서 미리 피하는 경우가 있습니다. 그런데 비오는 날 모기나 날파리를 보는 경우가 있는데 이 때는 모기와 날파리가 빗방울을 피한다는 것입니다. 곤충은 너무 가볍기 때문에 비가 내리면서 생기는 작은 바람에 영향을 받습니다. 모기나 날아다는 곤충은 그 바람을 느껴 휘청휘청거리면서 빗방울을 피합니다. 그리고 모기나 날파리에 있는 털이 빗방울을 스쳐가게 합니다. 너무 가볍고 털 때문에 빗에 맞아 죽는 경우는 없지만 곤충들은 기압차를 쉽게 느껴 비를 미리 피한다는게 정답입니다.
Q. 헬륨은 왜 목소리 변화를 시키나요?
안녕하세요. 신광현 과학전문가입니다.목소리는 말을 하면서 공기라는 매질을 만나 진동시키면서 나는 소리입니다. 그런데 헬륨이 공기라는 매질을 대체하면서 평소와 달라지는 겁니다. 헬륨이 공기보다 느리고 빠르기때문에 진동수가 달라면서 떨림 정도가 달라집니다. 그래서 더 가늘하게 목소리가 나오게 됩니다.
Q. 인공위성 수명은 얼마나 되나요?
안녕하세요. 신광현 과학전문가입니다.인공위성의 수명은 최대 20년이라고 볼 수 있습니다. 이것은 여러가지 요건이 영향을 미치지만 추진력을 더하는 엔진원료가 가장 중요한 영향을 미칩니다. 인공위성이 지구를 돌려면 지구 당기는 중력을 버티는 힘이 필요합니다. 그래야만 돌면서 구심력과 원심력이 균형을 이루어서 지구를 중심으로 돌게 됩니다. 구심력이 중력이고 원심력은 인공위성의 엔진입니다. 그래서 인공위성이 지구를 돌다가 중력에 의해 궤도가 바뀌면 인공위성의 엔진을 이용해서 균형을 맞춥니다. 즉 20년정도가 되면 엔진 원료가 다 떨어져 구심력에 균형을 맞출 수 없게 됩니다. 이때 인공위성은 지구의 중력에 당겨져서 지구에 떨어지거나 인공위성의 마지막추진 엔진 사용해서 우주쓰레기로 만들어버립니다. 그래서 인공위성의 원료에 따라 인공위성의 수명은 대략 20일이라고 볼 수 있습니다.