안녕하세요 신광현 전문가입니다. 물리학을 전공했습니다.
Q. 어떠한 일정한 속도의 물체가 올때 가만히 있는 것과 마주보며 달리는 것중 무엇이 피해가 큰가요
안녕하세요. 신광현 전문가입니다.충격량은 속도×질량입니다. 여기서 속도는 벡터값으로 방향을 가진 개념으로 +-는 방향입니다. 즉 충격량은 서로 물체에 해당하는 상대속도가 클수록 충격량이 큽니다. 그러므로 동일한 물체(m)가 +(오른쪽) -(왼쪽)으로 가정한다면 m(+5)와 m(-4)가 서로 충돌한다면 9m이라는 충격량을 가지게 됩니다. 즉 서로의 속도가 빠를수록 서로의 물체의 질량이 클수록 충격량은 커집니다.
Q. KTX는 참 빠른데요, 이보다 더 빠른 고속열차가 도입될 수 있을까요?
안녕하세요. 신광현 전문가입니다.KTX는 최고 시속 300km로 운행되어 국내 고속철도망을 이끌고 있지만, 앞으로 이보다 훨씬 빠른 차세대 열차 도입이 추진되고 있습니다. 대표적으로 ‘K-하이퍼튜브(K-Hypertube)’ 프로젝트가 있으며, 이 외에도 진공 튜브 안에서 자기부상으로 운행하는 하이퍼루프 개념이 논의되고 있습니다.현황– KTX: 최고 시속 300km, 서울-부산 약 2시간 15분차세대 계획 (K-하이퍼튜브)– 목표 속도: 시속 1,200km (서울-부산 20분)– 기술: 아진공 튜브 + 자기부상·전자기 추진주요 일정– 2025~2027년: 핵심 기술 개발– 2032년: 새만금 12km 시험선 완공·시험운행– 2035년경: 상용화 검토난제– 대형 진공 튜브 유지– 고성능 자기부상·추진 시스템– 막대한 인프라 비용– 법·제도 정비2030년대 초반 실증·상용화 도입을 목표로 연구가 진행 중입니다.
Q. 피카츄가 쏘는게 100만볼트라고 하는데 100만볼트는 아파트도 1000세대도 살리느 전기 아닌가요?
안녕하세요. 신광현 전문가입니다.사람들이 말하는 일반적인 전기 전력(전압×전류)이라고 합니다. 그리고 사용량은 전압×전류×시간입니다. 그러므로 단순 전압만 높은 것으로는 아무 쓸모가 없습니다. 전류와 시간도 동반되어야 합니다.일상에서 쓰는 전압은 가정용은 220v, 배전압 도시에서 가정까지 0.6kv~22.9kv, 발전소에서 도시까지는 345kv~800kv입니다.뱀장어의 최대 순간 전압은 600v이고 최대 순간 전류는 1A입니다. 그러므로 약 0.5kw 전력을 낼 수 있지만 시간이 너무 짧아 공급 전력으로는 사용 할 수 없습니다. 정전기의 전압은 수백v에서 수만v까지 갑니다. 그러나 전류가 거의 없어서 전력이 0에 수렴에 감전이 되지 않습니다. 그러므로 피카츄나 뱀장어의 전기 충격은 단순 충격에 지나지 않다고 말씀드릴수 있습니다.
Q. 마찰을 통해서 열이 발생을 하는데 몇도까지올라가나요?
안녕하세요. 신광현 전문가입니다.마찰로 도달 가능한 최고 온도는 ‘발열 조건(압력·속도·마찰계수) × 방열 특성(열전도도·접촉면적)’과 재료의 용융·분해 한계가 함께 결정하는 값입니다.예를 들면금속류는 대략 600~1,500 °C. 플라스틱·고분자는 수백 °C 부근에서 분해·용융열을 냅니다.자동차 브레이크는 국부 온도 수백 °C → 페이드 현상, 급격한 마모를 나타 낼 때 열을 냅니다.또 재료 용융의 일부분 마찰용접은 국부 가열로 수백~1,000 °C 도달 → 금속 표면 소성·결합하는 형태이며 실시간에 많이 쓰는 마찰로 인한 용접방법입니다
Q. 저음이 더 벽을 타고 전달이 잘되는 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 신광현 전문가입니다.저주파 음파는 긴 파장을 가지며, 장애물 모서리에서 휘어져 뒤쪽으로 잘 돌아나가는 회절 성능이 뛰어납니다.그래서 콘크리트나 벽식 구조의 아파트에서는 특히 20Hz~100Hz 대역의 저음이 구조물 진동을 강하게 일으켜 아래층·옆집까지 전달됩니다.질량 법칙(Mass Law)에 따르면 벽 두께와 질량이 클수록 음의 투과는 줄어드나, 낮은 주파수일수록 물체를 관통하는 투과율이 높습니다.즉 저음이 더 멀리, 그리고 벽이나 바닥을 타고 잘 전달되는 이유는 파장이 길어 회절이 쉽고 고체 매질을 통해 진동 전달이 우수하며, 흡음·반사에 의한 손실이 상대적으로 작기 때문입니다.