안녕하세요 원형석 전문가입니다. 최선을 다해 답변드리니
Q. 에어 콤프레샤는 어떻게 전기로 공기를 만들어 내는건지 궁금합니다.
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.콤프레서는 왕복동식과 스크류 식으로 공기를 압축하는 것이 대부분입니다공기를 흡입하여 기관의 왕복운동 (혹은 스크류로 압력을 가해서)으로 압축하고그 압축된 공기를 한 곳에 모아서 저장,필요한 싯점에 사용할 수 있도록 만든 장치입니다
Q. 자기부상 열차가 차세대 고속 교통수단으로 불리는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.자기 부상열차는 우리사회에 많은 영향을 주고 있습니다. 우선 교통수단의 발달과 이에 대해서 운송수단이 사실적으로 감소하는 측면에서 새로이 등장한 자기 부상열차는 자기 공명과 이에 대한 시스템적인 측면으로써 발생되는 전체적인 유기적인 전류나 전압의 문제를 제거하고 자기적인 면에서 이것을 활용했다는 점에서는 우수한 특징을 보이고 있습니다. 또한 운송시스템이 영향을 주게 됨으로써 사회가 보다 안정적이고 이러한 부분에서 수용이 가능하게 해준 측면도 있습니다. 자기 부상열차가 사회에 가져다준 영향은 장점은 다음과 같은 것이 있습니다. 우선 우리사회에서 미치는 인구증가와 인구의 운송 부분에서 자기 부상열차가 이를 담당하므로써 보다 효율적인 교통안전이나 관리등에 이러한 부분을 보이면서 시스템적으로 안정적으로 이에 대한 연구와 발전을 가져다 준것이 그 좋은 점이라고 할수 있습니다. 또한 사회적으로 자기부상열차에 대한 연구와 실험에 대한 부분이 증가 됬다고 말할수가 있습니다. 이러한 영향은 연구소나 대학기관에서 이러한 부분을 연구하고 있기 때문에 이것은 적절한 사회적 환경과 여건에서 활용되어진 자기 부상열차가 공명등을 통해서 이러한 부분등을 해결 했다고 말할수가 있습니다. 그러나 사회적으로 이러한 좋은 부분만이 있는 것은 아닙니다. 자기부상열차는 다음과 같은 단점도 가지고 있습니다. 사회적으로 대체할 많은 교통수단을 감소시킴으로써 인해서 이것이 일방적으로 이 자기 부상 열차에 의존하게되는 점을 가져다 주게 되었다는 것입니다. 그래서 시스템적으로 많은 부분 사회적인 비용이 들어가게 되면서 연구소가 관련 개발기관은 이것을 유지 하기 위해서 많은 비용을 들이게 되고 또한 이것에 대한 시스템적인 책임을 지게 됨으로써 많은 부분 불안정화를 가져다 줄수가 있습니다. 그리고 사회적으로 범죄의 우려도 있습니다. 이러한 자기 부상열차가 편안하고 교통의 원할화가 된다면 사람들은 약간의 안일감으로 인해 소지품등을 등한시 하게 되는데 이러한 부분에서 소매치기나 절도 등이 늘어날수 있는 소지도 가지고 있습니다 의견을 덧붙인다면 자기부상열차는 자기적인 소자로 구성되어 있는 열차인 만큼 전자기적으로 연구할 부분이 많다고 생각합니다. 그래서 사회는 이를 유지시킬 비용이나 재반사항을 적절하게 고려해서 자기부상열차가 차세대 산업으로 넘어갈수 있게 적절한 비용을 감당하고 책임을 져야 한다고 생각합니다.
Q. 물수제비의 원리가 궁금합니다?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.공이땅바닥에서튀다가멎듯이나도냇물이나저수지에서물을향해비스듬히돌던지기를많이해보았는데그것을물수제비라고부른다는것을이번에처음알았습니다. 그원리를너무복잡하게생각할필요는없을것입니다. 마치공이반듯한시멘트판에비스듬히던져졌을때몇차례튀다가멎는것과마찬가지입니다.다만질문의촛점은돌을물위에거의수직으로던지면튀어오르지않는데비스듬히던지면(물론돌이충분히빠른속도를가졌을때) 튀어오른다는사실입니다. 이점이단단한콘크리트바닥에서공이튀는것과크게다른점입니다. 콘크리트바닥에서는수직으로던져진공이더잘튑니다. 콘크리트바닥은고체이므로외부충격에대해전체가한덩어리로대응합니다. 물론자세히보면약간의찌그러짐이있지만, 대략말하여덩치가크고따라서질량이큰물체와충돌하는공은보통우리가물리에서배우는충돌법칙에따라뒤로튀는것입니다. 콘크리트도약간밀리지만그정도가아주작습니다. (무거운것일수록뒤로밀리는속력이작습니다.)그러나물은액체이므로충돌에대해전체가한덩어리로행동하지않습니다. 말하자면공과충돌하는부분가까이의일부만이직접충돌에관여합니다. (물론시간이지나면그여파가파동으로서다른부분에도미치지만) 따라서이충돌에참여하는부분의질량이어느정도냐에따라서공이얼마나무거운물체와충돌한것처럼행동하느냐가결정됩니다. 아주이상적인경우즉공과물사이에점성저항이없고, 공의밀도가물의밀도보다작고, 공의속력이충분히빠르면, 공이물에수직으로던져졌을때마치단단한콘크리트바닥에서튀기듯공이튀어나갑니다.그런데돌은물보다밀도가커서(대략말하여충돌에참여하는부분의물이가지는질량보다공의질량이커서) 공과물이정면으로부딪힐때물이공을되돌려보내지못하고공의속력만줄인채물이뒤로밀리는현상이일어납니다. (물리시간에물체의충돌에대해조금배워야합니다.) 즉이경우돌은위로튀어오르지않고물속으로들어갑니다. 하지만납작한돌의경우문제가달라집니다. 돌이물에부딪힐때물에닿는넓이가크면충돌에참여하는물의양이많아져서돌이무거운물체와충돌하는효과가생길것입니다. 따라서돌의질량보다큰질량에해당하는물이충돌에참여하면돌이뒤로튈수있습니다.납작한돌이물에대해비스듬히매우빠르게던져졌을때, 돌속도의수평성분과수직성분중에서수직성분에관한것이이런상황에해당합니다. 따라서돌은수직으로도로튀어오를수있습니다. 물론탄성충돌은아니니까몇차례튄다음속력이많이느려지면중력을이기지못하고돌이물속으로들어갑니다. 납작한돌을물에대해수직아래방향으로던져서넓은면이물에평행하게닿도록만들기는어렵습니다. 사람이손으로납작한돌을던지되충분히빠른속도로그렇게하기도어렵거니와설사그렇게되어한번튀어오르더라도그다음다시물에부딪힐때돌의자세가달라져서이번에도넓은부분이물에평행으로부딪힐가능성은거의없습니다.그러나당신이물에아주비스듬히빠른속도로납작한돌을던지면그런일이일어날수있습니다. 돌의앞머리가물에부딪히며비스듬히물을밀므로써그앞에물마루가생깁니다. 결과적으로충돌에참여하는물의양이많아져서무거운물체와충돌하듯돌은충분한수직반발력을얻어서도로위로튑니다. 다시떨어진돌이물에닿을때설사돌의뒷부분이먼저닿더라도그뒷부분이밑에서위로올려주는충격을받아서돌의자세를다시바로잡아주는효과가생깁니다. 즉몇번튀더라도아직속력이충분하다면돌은안정하게넓은면이물에거의평행하게닿는효과를얻는다는것입니다. 즉자세안정성이중요한역할을하는것입니다. 물론돌이물속에가라앉는것은돌의속력이점차줄어들기때문입니다.
Q. 겔럭시 워치 기능 중 혈압측정을 하는 원리는?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다. 최초에 커프 혈압계로 기준 혈압을 측정한 값을 입력해야 한다. 이후에는 스마트 워치의 심박센서를 활용해 언제 어디서나 혈압을 측정할 수 있다. 혈압의 측정 원리는 스마트 워치에서 측정한 맥박파형을 기준 혈압과 비교 분석하여 혈압 및 맥박수를 보여주는 것이다. 단, 기준 혈압은 매 4주마다 커프 혈압계를 통해 보정해 주어야 한다.
Q. 거울 만드는 원리에 대해서 알려주세요.
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.자기 자신의 얼굴을 보고자했던 고대인인 에지프트인은 기원전 2500년 경에 청동, 은, 금등의 금속의 표면을 잘 갈아서 거울을 만들었다고 한다.유리 거울을 처음 만든 사람은 이태리의 베니스인이었다. 16세기 중반에 그들은 녹은 유리 공을 불어서 크게한 다음 그것을 납작하게 한 후에 수은과 주석의 혼합금(아말감)을 유리표면에 부착시켜 거울을 만들었다. 그들은 수세기 동안 유럽에 거울을 공급해왔었으나 그것은 여러가지 결점이 많았습니다.현재 널리 사용되고 있는 거울은 '은'을 유리에 도금한 것으로 '은'을 처음 사용한 사람은 독일의 화학자 '리빅'이란 사람이었다. 원리는 '은-암모니아' 화합물에 포도당, 로셀염, 폴름 알데히드 따위의 약한 환원제를 혼합한 액체를 유리면에 두면 거기서 금속 '은'이 석출되어 유리면(거울의 뒷면)에 도금이 되어서 우수한 거울을 싼 값으로 만들 수 있었는데 이 방법은 만들기가 비교적 용이하여 학생들도 간단히 만들어 볼 수 있습니다.우리가 거울에서 볼 수 있는 상은 사실은 두개인 것입니다. 하나는 거울 뒷면의 은에서 반사되는 강한 상이고 다른 하나는 유리전면에서 반사된 약한 상입니다. 일상생활에 사용하는데는 하등 지장이 없으나 정밀을 요하는 망원경과 같은 기계의 거울은 특수제작되어야합니다. 원리는 거울의 뒷면이 아니라 앞면을 도금하되 '은' 대신에 '알미늄'을 사용합니다. 도금을 화학적으로 하는 것이 아니라 물리적으로 하는것인데 즉 유리 전체를 진공실에 집어넣고 진공을 만든 후 알미뉴의 가는 선을 가열하면 그 금속의 증기가 유리표면에 얇은 막을 형성하여 붙게되어 거울이 됩니다. 이것이 금속 증기 도금법이라는 것인데 이 방법은 유리 표면에서의 광선의 반사를 적게하기 위해서 사진기 렌스나 안경의 표면 처리에도 이용됩니다.