안녕하세요. 장준원 전문가입니다.
Q. 기계공학에서 말하는 모멘트와 토크의 차이점은 무엇인가요?
모멘트와 토크는 모두 회전이나 회전력을 나타내는 물리적 개념으로 기계공학에서는 가장 기본이면서도 중요한 역할을 합니다. 모멘트는 힘이 물체에 작용할 때 그 힘이 어느 지점을 기준으로 회전시키는 경향을 뜻하며 일반적으로 지레 효과로 설명됩니다. 토크는 주로 축을 따라 회전시키려는 힘의 크기를 나타내며 자동차 엔진이나 기계 장치의 회전력을 설명할 때 사용됩니다. 차이점은 모멘트가 회전축 외의 지점을 기준으로 할 수 있는 반면에 토크는 회전축을 중심으로 한 회전력을 나타낸다는 점에 있습니다.
Q. 섭씨온도로 화씨온도 계산하는 법이 무엇인가요?
인체의 정상 체온은 보편적으로 우리가 아는 것과 같이 섭씨 약 36.5도에서 37도이고 화씨로는 약 97.7°F~98.6°F입니다. 섭씨는 물의 어는점을 0°C, 끓는점을 100°C로 기준을 두고 측정하는 반면에 화씨는 물의 어는점을 32°F, 끓는점을 212°F로 기준합니다. 두 온도 체계의 차이는 측정 기준과 단위 간격에서 비롯되는데 화씨는 일상적인 온도 범위를 세분화해 표현하기 쉽도록 개발되었고 섭씨는 물의 상태 변화와 관련해 과학적 기준에 맞춰 간편하게 사용됩니다.
Q. 예전에는 납에 대한 위험성을 왜 몰랐을까요?
과거에는 과학적 연구와 독성 분석 기술이 부족해 납의 위험성을 체계적으로 파악하기 매우 어려웠습니다. 납은 가공이 쉽고 내구성이 높아 다양한 분야에서 유용하게 사용되어 유해성보다는 편리성이 강조되었으며 또한 급성 독성이 아닌 장기간 노출로 인한 만성 중독이 대부분이라 증상이 서서히 나타나 원인과 결과를 바로 연결하기 어려웠습니다. 근대에 이르러 의학과 화학 분석 기술이 발전하면서 납이 인체와 환경에 미치는 해로운 영향을 점차적으로 인식하게 되었습니다.
Q. 기계를 설계할때 컴퓨터 프로그램이 사용되는데 CAD는 어떻게 이용 되나요?
기계 설계에서 CAD 정밀한 도면 작성과 3D 모델링을 통해 설계의 구체화를 돕는 tool로 활용되고 있습니다. 설계자는 CAD를 통해 부품이나 기계 시스템의 정확한 치수와 형상을 시각화하여 설계한 부품들이 상호작용하거나 조립될 때 발생할 수 있는 간섭을 미리 확인할 수 있습니다. 최소한의 비용으로 확실하게 설계한다고 생각하시면 되겠습니다. 또한 CAD는 재질, 구조 분석과 같은 시뮬레이션 기능을 제공해 응력, 열전달 등의 물리적 특성을 분석하는 데 유용하며 설계 수정이 간편해 반복 작업도 효율적으로 수행할 수 있습니다.
Q. 기계공학에서 쓰는 뉴턴의 법칙 3가지는 무엇인가요?
기계공학에서 자주 쓰이는 뉴턴의 법칙에는 뉴턴의 운동 제1법칙, 제2법칙, 제3법칙이 있습니다. 제1법칙(=관성의 법칙)은 물체가 외부 힘이 없으면 정지하거나 일정 속도로 움직이는 상태를 유지한다는 원리입니다. 제2법칙(=가속도의 법칙)은 물체의 가속도가 힘에 비례하고 질량에 반비례함을 나타내며 공식은 (F = ma)로 표현됩니다. 제3법칙(=작용-반작용의 법칙)은 한 물체가 다른 물체에 힘을 가하면 그 물체도 동일한 크기의 반대 방향 힘을 가한다는 원리입니다.