안녕하세요 이중건 전문가입니다.
전기·전자
Q. 레이저 줄자는 원리가 어떻게 되나요?
안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.레이저 줄자의 원리는 레이저가 벽에 반사되어 돌아오는 시간을 측정해서 거리로 표시해주는 방식입니다. 실제 측정할 때는 수신 렌즈가 가려지지 않도록 주의해야합니다. 거울처럼 반사가 있는 곳은 정확도가 매우 낮아지지만, 일반 벽은 정확도가 꽤 괜찮다고 합니다!
토목공학
Q. 겨울이 되면 해가 일찍 지고 밤이 길어지는 이유는?
안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.계절이 바뀌는 원인은 태양 광선이 어떤 시점에 지구의 일정 지역과 만나는 각도,즉 태양의 남중고도에 따라 달라져요태양과 지구의 거리에 상관없이 태양 광선을 많이 받느냐,적게 받느냐에 따라 여름과 겨울이 갈리게 되요달리 말하면, 태양 광선을 정면으로 받느냐,빚겨서 받느냐의 차이라고 할 수 있죠태양의 남중고도에 따라 낮의 길이가 달라지는데남중 고도가 가장 높은 여름이 낮이 가장 길고남중고도가 가장 짧은 겨울이 낮이 가장 짧아요
화학
Q. 헬륨 풍선을 흡입하고 말을 하면 목소리가 변조가 되는건 어떤 원리가 적용된건가요? 가스 마셔도 건강에 문제는 없는거겠죠?
안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.헬륨가스목소리가 변하는이런 현상은 밀도의 차이때문인데요.보통 공기의 밀도는 29g/㎤이 때 공기를 통과하는 소리의 속도는0도일 때 약 331m/s 입니다.하지만 헬륨 가스는 같은 0도일 때밀도는 4g/㎤로 공기보다 훨씬 낮습니다.그렇기 때문에 공기보다 밀도가 낮아헬륨을 통과하는 소리의 속도가 공기를 통과할 때보다2.7배나 빨라지는 것을 확인할 수 있죠.공기보다 밀도가 낮다는 것은 헬륨을 이루고 있는물질들이 공기보다 덜 뭉쳐 있다는 뜻인데요.그래서 소리가 더 빨리 지나갈 수 있죠.이 때문에 성대의 진동수도 2.7배 늘어나면서평소보다 높은 소리를 내는 겁니다.적당량의 흡입은 괜찮으나, 많은양을 한 번에 마실경우 산소부족으로 생명에 위험이 있답니다! 조심하셔야합니다.
화학
Q. 석유의 종류가 나뉘는 과학적 원리는 무엇일까요?
안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.석유정제란 원유를 증류하여 각종 석유제품과 반제품을 생산하는 것을 말하며 이를 정유(oil refining)라고도 부른다. 원유의 주성분은 탄소와 수소의 화합물인 탄화수소이며 이 밖에 황, 질소, 산소 등의 화합물이 소량 함유되어 있다. 탄화수소는 그 분자를 구성하는 탄소원자와 수소원자의 수나 연결되는 모양에 따라 성질이 달라져 메탄, 프로판, 벤젠 등 여러 가지 종류로 구분된다. 원유의 주성분인 탄화수소는 증류에 의해 분리시킬 수가 있다. 즉, 이 탄화수소들의 각기 끓는점이 다른 특성을 이용하여 증류공정을 통해 원유에서 휘발유, 등유, 경유 등 주요 성분을 분리하여 뽑아낸다.
지구과학·천문우주
Q. 지구가 자전(계속돈다는데)사람은 그걸 왜못느끼나요?
안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.그 이유는 다음과 같습니다.우리가 느끼는 원심력은 원운동에서 생각을 해야하니다.그런데 463미터는 직선으로 갈 때의 속력입니다.원운동할 때의 속도, 즉 각속도를 생각해 봅시다.자전 360도를 24시간동안 도는 각속도는360÷24÷3600초 입니다.이 값은 약 0.004도가 나옵니다.즉, 우리는 1초에 0.004도를 회전하는 것입니다.10초면 0.04도 100초라고 해도 고작 0.4도 입니다.사람이 느끼기 굉장히 어려운 미묘한 각도입니다.우리가 느끼는 가속도는 직선운동에서는 속도가 변해야하지요.원운동에서는 항상 방향이 바뀌니깐 속력이 일정하더라도, 방향이 바뀌니, 가속도를 항상 느끼죠.그런데 지구의 자전은 1초에 0.004도만 방향이 바뀌니깐,사실상 직선을 초당 463미터로 등속으로달리고 있는 것과 별반다름없죠.즉 가속도를 느끼기가 매우 어려운 것이죠.그래서. 우리몸이 지구의 자전으로 인한 가속도를 느끼지 못하는 것입니다.
물리
Q. 물속에서 가만히 있으면 뜨는 이유가 궁금합니다
안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.사람이 물에 뜨는 것은 사람마다 각자 몸을 구성하는 뼈, 근육, 지방 등이 달라서 각자 부력의 차이는 있어서 물에 뜨는 것이 잘 안될 수는 있지만 가슴속 공기를 이용해서 부력을 받는 면적을 최대한 넓게 엎드리거나 누워서 만들어주는 방법도 있습니다. 또는 손으로 젓거나 발차기 등으로 추진력을 만드는 방법도 사용할 수 있습니다. 가슴속에 공기를 넣어주면서 숨도 참아보는 등을 통해 부력이 작용하는 힘을 느낄 수 있고 최대 부력을 받으려면 숨을 크게 쉬고 엎드리는 자세로 부력이 받는 면적을 최대한으로 해주고 몸의 대부분을 물에 잠기가 해주면 떠오르는 힘의 부력과 가라앉는 힘의 무게중심을 일치되면서 엎드리는 자세를 유지할 수 있게 됩니다. 이것은 아르키메데스의 원리로 부력의 크기는 물체가 밀어낸 부피만큼의 유체가 가지는 무게와 같아지는 것이지요. 이렇게 부력을 이용하고 추진력을 보태서 물에 뜰 수 있고 수영을 즐길 수가 있는 것입니다.
화학
Q. 소독용에탄올이나 소주같은것을 물에 타서 오픈해놓으면 알콜은 증발하나요
안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.알코올 농도가 높을 수록 알코올의 증발이 더 빠르기 때문에, 많은 양이 증발하겠지만, 희석되어있는 경우 물도 증발을 해서 함께 증발한답니다. 다만, 알코올이 먼저 증발 되겠죠! 그렇다고 알코올이 먼저 다 날라가지 않답니다. 물과 희섞됐기 때문이죠.
지구과학·천문우주
Q. 사람이 어떻게 물속에서 뜰수잇나요
안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.사람이 물에 뜨는 것은 사람마다 각자 몸을 구성하는 뼈, 근육, 지방 등이 달라서 각자 부력의 차이는 있어서 물에 뜨는 것이 잘 안될 수는 있지만 가슴속 공기를 이용해서 부력을 받는 면적을 최대한 넓게 엎드리거나 누워서 만들어주는 방법도 있습니다. 또는 손으로 젓거나 발차기 등으로 추진력을 만드는 방법도 사용할 수 있습니다. 가슴속에 공기를 넣어주면서 숨도 참아보는 등을 통해 부력이 작용하는 힘을 느낄 수 있고 최대 부력을 받으려면 숨을 크게 쉬고 엎드리는 자세로 부력이 받는 면적을 최대한으로 해주고 몸의 대부분을 물에 잠기가 해주면 떠오르는 힘의 부력과 가라앉는 힘의 무게중심을 일치되면서 엎드리는 자세를 유지할 수 있게 됩니다. 이것은 아르키메데스의 원리로 부력의 크기는 물체가 밀어낸 부피만큼의 유체가 가지는 무게와 같아지는 것이지요. 이렇게 부력을 이용하고 추진력을 보태서 물에 뜰 수 있고 수영을 즐길 수가 있는 것입니다.
생물·생명
Q. 우박에 대해 질문드립니다.(원인, 원리에 관해)
안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.름은 수증기, 물로 이루어져 있습니다. 높은 상공에서 수증기가 물이 되고 이 물방울들이 모여 빗방울 크기가 되면 떨어집니다. 그런데 온도가 낮은 상공에서 이 빗방울이 급격히 얼게될때가 있는데, 이를 우박이라고 합니다.눈은 우박과 달리 수증기가 물이되고 작은 물 알갱이가 얼게 됩니다. 이 작은 눈 알갱이는 주변의 수증기나 물이 달라붙어 그 크기가 커져 눈이 됩니다.우박은 대기 상층에 있는 차가운 공기와 바로 아래에 있는 가운데의 따뜻한 공기가 상승할 때 생깁니다.상승한 공기가 주변의 공기보다 따뜻하여 부력을 받아 더 높은곳으로 상승하게 되어구름 속의 얼음 입자가 상승과 하강을 반복하게 됩니다.이 과정에서 물방울이 계속 얼음에 달라 붙어 점점 커지게 되어 결국 우박으로 떨어지게 됩니다.반대로 눈은 차가우면 생성되는 것입니다.
화학
Q. 전기 자동차의 배터리 화재를 진화하는 것이 어려운 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.전기차는 화재가 주로 배터리에서 발생합니다.. 수십~수천 개의 배터리 셀이 다닥다닥 붙어있는 탓에 번지는 속도가 빠르고 진화가 어렵답니다. 여기에 배터리 폭발, 전해액 누출로 인한 2차 피해의 위험이 크고, 400V가량 높은 전압이 흘러 접근조차 쉽지 않다는 점.소방청말에 의하면 "고압의 전류로 인한 2차 피해를 입을 수 있다”며 전기차 사고 대응 매뉴얼을 준비했지만, 배터리 위치와 구조, 특성이 천차만별인데다 현장 대원의 경험이 부족하고, 최근에는 테슬라를 대상으로 관련 교육을 요청했다고 합니다.한 업계 관계자는 “배터리 특성상 일반 소화제로는 불을 끌 수 없다”며 “불길을 한 번 잡더라도 화학반응이 계속될 수 있어 다시 번질지 파악하기가 쉽지 않아 진화가 어렵다”고 합니다.