안녕하세요. 지동민 전문가입니다.
물리
Q. 뉴턴의 관성의 법칙이 실생활에서 사용되는 예는 어떤게 있나요?
안녕하세요. 지동민 과학전문가입니다.자동차가 브레이크를 밟을 때, 급출발을 할 때에 관성을 몸으로 느낄 수 있습니다.일상에서/는 이불 또는 옷을 쳐서 먼지를 털어내거나, 달리기 중 급하게 멈추거나, 망치가 헐거워 졌을 때 손잡이 부분을 바닥에 쳐 망치를 다시 고정시키는 것 등이 있습니다.
화학
Q. 자동차는 어떻게 움직이게 되는건가요?
안녕하세요.내연기관 자동차는 (화석연료) 모두 엔진을 가지고 있습니다. 엔진에는 화석연료를 연소시켜 발생하는 에너지를 수직운동으로 바꾸는 피스톤, 수직 운동을 회전 운동으로 바꿔주는 크랭크가 있습니다.크랭크축을 거쳐 회전운동으로 변경된 에너지가 바퀴에 전달되어 자동차가 움직입니다.전기차의 경우 충전된 배터리셀을 통해 전기 모터를 구동시켜 움직입니다.
전기·전자
Q. SUS재질에 자석을 붙이면 안붙어야하나요?
안녕하세요.SUS는 stain + less + steel 의 합성어 입니다. 따라서 스테인레스의 종류는 다양하며, 대표적으로 300계 400계 이렇게 구분하기도 합니다.결정 구조에 따른 분류는 오스테나이트, 페라이트, 마르텐사이트계 이렇게 분류됩니다.철, 크롬 같은 성분은 페라이트 결정구조를 가지려는 성질을 가지고니켈, 망간 같은 성분은 오스테나이트 결정구조를 가지려는 성질을 가집니다.주요 성분의 차이로 인해 300계는 자석에 잘 붙지 않고, 열 전도율이 낮은 특성을 가집니다.반대로 400계의 경우 자석이 잘 붙으며, 열 전도율이 높습니다. 따라서 인덕션 전용 조리기구는 400계를 사용하여 제작합니다.
생물·생명
Q. 물고기들이 자유자재로 물속으로 가라앉았다가 위로 떠오르는 원리는 무엇인가요
안녕하세요.상어를 제외한 대부분의 물고기들은 부레를 가지고 있습니다.부레는 공기 주머니로 물고기가 부력을 조절할 수 있는 기관입니다.부레에 공기를 채워 넣거나 빼는 방법으로 부력을 조절합니다.공기가 채워졌을 때에는 물에서 떠오르고, 공기를 빼냈을 때에는 물 아래로 가라앉게 됩니다.부레가 없는 상어의 경우에는 항상 헤엄치며 물 속에서 움직입니다.
전기·전자
Q. 360도 회전 가능하고, 사용자가 회전 각도를 무선으로 설정할 수도 있는 선풍기가 가능한가요?
안녕하세요.무선 방식의 경우 쉽게 제작할 수 있을 것 같습니다.선이 있는 유선 방식의 경우도 전원 연결부 설계 방법이 어렵지 않습니다.따라서 쉽게 개발 가능합니다.하지만 이미 360도 회전하는 선풍기는 출시된 제품이 있는 것으로 알고있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 한늘로 총을 쏘면 총알이 떨어질때?
안녕하세요.처음 총알이 발사될 때의 속도보다 훨씬 느린 속도로 떨어집니다.하늘로 발사된 총알이 다시 떨어질 때에 총알은 중력에 의해 낙하하게 됩니다.낙하하는 방향과 반대 방향으로 공기저항이 발생하게 되며 속도가 빨라질 수록 공기저항은 크게 작용하게 됩니다.일정 속도가 되면 중력과 공기저항이 같아지며, 이 때의 속도를 종단속도라 합니다.총알은 종단 속도로 떨어지게 되며 처음 총알이 발사될 때의 속도보다 훨씬 낮은 속도입니다.예시로 하늘 높은곳에서 떨어지는 빗방울에 맞아도 다치지 않는 것과 같습니다.
화학
Q. 온돌방에 경우는 어떻게 공기 가져 뜨거워지는 것인가요.
안녕하세요.공기의 온도가 높아지면 팽창하고 팽창한 공기는 위로 올라갑니다. 따듯한 공기가 위로 올라가면 그 빈 자리는 차가운 공기가 메꾸게 됩니다.이 과정을 반복하며 전체적인 방 안의 온도가 상승하게 됩니다 이를 대류 현상이라 합니다.방바닥의 온도가 올라가면 방바닥과 닿아있는 공기의 온도를 높이고 대류 현상을 통해 방안 전체가 따듯해집니다.물을 끓일 때 냄비만 뜨거워지는 것이 아닌 물 전체가 뜨거워지는 것을 생각해보시면 쉽게 이해하실 수 있습니다.
물리
Q. 열은 공기 없이도 전달될 수 있을까요?
안녕하세요.평소 환경에서는 전도, 대류, 복사 이 세가지 방식을 통해 열이 전달됩니다.먼저 전도의 경우 전도성이 있는 금속이나 다른 물체를 통해 열이 전달되는 원리입니다. 국자나 숟가락 등의 손잡이 부분이 뜨거워지는것이 대표적입니다.다음으로 대류의 경우 공기 또는 물을 가열할 때에 가열된 공기나 물이 팽창하고 위로 올라가며 순환하며 전체적인 온도가 올라갑니다.겨울철 라디에이터를 틀면 방 전체의 기온이 올라가는 것, 물을 끓일 때 물의 전체 온도가 올라가는 것을 예로 들 수 있습니다.다음으로 복사의 경우 모든 열을 가진 물체는 적외선을 방출합니다. 진공상태인 우주를 통해 태양빛이 지구까지 오는 것을 예로 들 수 있습니다.따라서 진공 상태 + 전도될 매개체가 없는 상태에서도 복사를 통해 열이 전달될 수 있습니다.
전기·전자
Q. 태양광이나 풍력 발전은 들어봤는데 지력 발전이라는 건 뭔가요.
안녕하세요.땅속의 열을 이용해 발전하는 방식입니다.땅속 가열된 지하수를 뽑아올려 증기를 발생시키고 이 증기를 이용해 터빈을 돌립니다. 터빈이 돌아가며 발전이 되고 뽑아올렸던 물은 다시 땅 속으로 공급해 가열합니다.뽑아올린 지하수를 다시 지하로 보내는 이유는 지하수가 한정적이기 때문입니다.물을 가열하기 위한 별도의 연료가 필요하지 않으므로 친환경 적인 발전 방식입니다.보통 얕은 지하층에서도 물을 가열할 수 있도록 화산지역이나 온천지역에 건설하며, 건설 비용이 많이 필요한 단점이 있습니다. 또한 설비의 문제로 인해 지진이 발생할 수 있다는 논란이 있어 철저한 연구와 설계가 요구되는 발전 방식 입니다.
전기·전자
Q. 유선제품은 방전이 나지않는지 궁금합니다.
안녕하세요.무선 제품의 배터리가 방전이 되었다고 못쓰게 되는 것이 아니라 다시 충전을 하면 사용이 가능합니다.질문 내용에서 말하신 유선 제품은 보통 내부에 배터리가 없고 컨버터나 인버터를 통해 장치에 맞는 전원을 공급받아 작동합니다.