안녕하세요. 이원영 전문가입니다.
기계공학
Q. 철을 두드릴수록 더 단단해지는 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.쇠를 계속해서 담금질하는 이유는 철을 녹였다가 급속히 냉각을 시키는 과정에서 쇠(철)의 분자구조가 더욱 조밀(서로간 가까워짐)해지면서 단단해지고 견고해지기 때문입니다. 또한 담금질 과정에서 쇠를 망치로 때리는 것도 쇠를 더 밀도있고 단단히 만드는 과정인 것이죠.
물리
Q. 질점과 강체의 차이는 어떻게 되나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.질점(質點)이란 기하학(Geometry)에서의 점(Point)의 개념을 역학(Mechanics)에 적용한 것이다. 물체의 크기나 모양은 고려하지 않고 물체의 질량만 갖고 있다고 가정하며, 물체의 운동을 쉽게 기술할 수 있다.질점은 역학적으로 질량을 갖고 있으면서 부피가 없는 물체를 의미한다.서로 상호 작용하는 물체 사이의 떨어진 거리에 비해서 물체의 크기가 무시할 수 있을 만큼 작고, 자전을 고려하지 않아도 될 경우에는 두 물질을 질점으로 가정할 수 있다. 예를 들어, 태양 주위를 공전하는 지구는 ‘질점’으로 근사할 수 있으나, 지구의 자전을 고려할 때에는 ‘질점’이 모여 만든 ‘강체’라는 개념의 도입이 필요하다.물체의 운동을 강체 모형으로 기술하는 것이 편리한 이유는 그 부분들 사이의 상대적인 위치가 변하지 않는다는 강체의 성질 때문이다. 이 성질 때문에 강체의 운동은 그 질량중심의 병진운동과 질량중심을 중심으로 한 회전운동의 합으로 기술할 수 있다.강체(rigid body)는 외부의 힘에 대해 크기와 모양 또는 부피가 변하지 않는 물체(변형이 일어나지 않는 고체)입니다
생물·생명
Q. 이상기체와 실제기체는 어떤 차이점이 있나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.이상기체와 실제기체의 차이점은 간단하게 2가지로 생각할 수 있다. 이상기체의 경우 기체분자 간의 상호작용이 없으며, 기체분자의 부피는 존재하지 않는다는 것이다. 하지만 실제 기체의 경우 기체 간 상호작용이 있으며 유한한 부피가 존재하게 된다이상 기체는 무질서하게 운동하는 원자 혹은 분자로 이루어진 가상의 기체를 말한다. 이상 기체는 (1) 구성 입자의 크기가 용기의 크기에 비교해 무시할 수 있을 정도로 작으며 (혹은 부피가 0), (2) 구성 입자들 사이에 작용하는 힘이 없다고 가정한 기체이다. 이와 같은 조건을 만족하는 기체는 실제로 존재하지 않지만, 온도가 높고 압력이 낮아지면 많은 기체는 이상 기체의 특성을 나타낸다.
지구과학·천문우주
Q. 역고드름 현상은 어떤 과학적 원리로 가능한가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.아래쪽으로 크는 고드름은 빙주(氷柱)라고도 한다. 지붕이나 천정에 쌓인 눈이나 얼음이 녹으면서, 혹은 물방울이 떨어지면서 처마 끝에 생기는 막대 모양의 얼음 기둥을 말한다. 아래쪽으로 크는 고드름은 일반적으로 맑고, 바람이 세지 않으며, 기온이 영도를 오르내릴 때 잘 생긴다. 해가 뜨거나 따뜻한 기류가 이동하면 기온이 영상이 되어 주변의 얼음이 일시적으로 녹아 얼음 기둥을 타고 흐르다가 해가 지거나 찬 기류가 와서 다시 영하가 되면 얼어붙으면서 성장하기 때문이다. 녹은 물이 표면 끝을 따라 흐르다가 얼면서 아래쪽을 향해 뻗어나가므로 맨 아래 쪽은 뾰족한 모양이 된다. 고드름이 너무 크게 자라면 스스로의 무게에 의해서 부러지거나 땅에 떨어지기도 한다.
지구과학·천문우주
Q. 백두산천지는 호수 인가요 강인가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.천지(天池)는 북한 량강도 삼지연시 백두산 정상 분화구에 있는 칼데라 화구호이다. 대한민국의 주소 기준으로는 함경남도 혜산군에 걸쳐있다.
생물·생명
Q. 감칠맛은 혀의 어느 부위에서 맡을 수 있나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.미각(味覺)은 오감 중 하나로, 음식, 무기물 등의 맛을 느낄 수 있는 능력이다. 인간은 혀의 표면에 위치한 미뢰라는 감각 기관을 통해 미각을 느낀다. 미각기관은 약 1만 개의 미뢰(taste bud)로 이루어져 있으며, 하나의 미뢰에는 형태가 서로 다른 네 가지 세포, 즉 기저세포(basal cell), 암세포(dark cell), 명세포(light cell), 중간세포(intermediate cell)) 등이 있다.우리가 느낄 수 있는 기본 맛으로는 단맛, 쓴맛, 신맛, 짠맛, 감칠맛, 지방맛의 여섯 가지가 있다. 하지만 ‘포도맛’, ‘사과맛’과 같은 것은 미각이 아니라 코의 후각상피에서 느끼는 향이며,‘매운맛’, ‘떫은맛’ 등은 촉각이다.
생물·생명
Q. 새가 하늘을 나는 원리가 알고싶어요.
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.새의 날개는 비행기 날개처럼 단면이 유선형으로 되어 있습니다. 이런 날개 모양 때문에 날개 위쪽으로 지나는 공기는 아래쪽으로 지나는 공기보다 흐름이 빨라지는데요. 공기 흐름의 속도 차이는 날개 위쪽과 아래쪽의 압력 차이를 발생시켜 압력차로 인해 양력이 만들어집니다.이 양력이 새에 작용하는 중력(새의 무게)보다 커지면 새가 공중으로 떠오르게 됩니다. 또한 새의 깃털 역시 양력 발생에 도움을 주는 요소 중 하나입니다. 깃털이 위쪽에 더 무성하게 있음으로써 날개 위쪽의 곡률을 크게 해 양력을 증가시킵니다.
지구과학·천문우주
Q. 여름철 야외활동 시 피부가 검게타는 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.멜라닌은 피부의 표피와 진피 사이에 존재하는 고분자량 색소입니다.피부가 자외선에 노출되면 피부는 피부를 보호하기 위해 더 많은 멜라닌을 생성합니다.멜라닌은 검은색이기 때문에 햇빛에 더 많이 노출될수록 피부가 더 어두워집니다.
화학
Q. 지금 4차 산업혁명이라고 하잖아요. 그럼 1.2.3차 산업혁명은 무었인가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.1차 산업혁명 : 방적기 방직기 증기기관과 이를 응용한 증기선 증기기차 등 기게가 인간의 완력을 대체하면서 생산성이 비약적으로 증가하는 과정2차 산업혁명 : 에너지원으로 전기 석유 생산 시스템으로 컨베이어벨트 활용되면서 부유층 전유물인 자동차가 대중 소비재가 되고 관련 산업인 유리 고무 철강 시멘트 아스팔트 산업이 부흥3차 산업혁명 : 컴퓨터의 개념이 넓은 공간에 빽빽히 들어서 있는 대형 IBM 컴퓨터에서 개인이 책상위에 놓고 작업할 수 있는 개인용 컴퓨터로 확대되면서 하루 이틀 걸리던 서류작업을 30분만에 하게 만들어 줍니다.
화학
Q. 곰팡이가 피는 원리가 알고싶어요.
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.곰팡이는 많은 수의 미세한 포자를 퍼뜨려서 번식을 한다. 포자는 무성생식일 수도 있고 유성생식일 수도 있는데, 많은 종류의 곰팡이가 이 두종류의 생식을 다 하기도 한다. 포자는 공기 중을 둥둥 떠다니다가 적절한 표면에 달라붙으면 번식한다집의 벽이나 바닥, 천장, 창틀 등에 곰팡이가 피는 일이 생긴다. 이는 건물 내부와 외부간의 온도차로 인해 습기가 맺히는 결로현상이 원인인 경우가 대다수인데, 보통 추운 겨울 따뜻한 실내에 이슬이 맺히기 때문에 단열이나 환기가 잘 되지 않는 환경이면 곰팡이가 생기기 쉽다