안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
Q. 중력의 힘이 약해지는경우도 있는건가요?
지구의 중력은 시간이 점점 지나며 약해지기도 한다고 알려져 있지만, 우리가 느낄수 있는 수준은 아니라고 합니다. 중력은 지구의 질량변화나 자전 속도 및 형상변화와 과련이 있으며 이는 뉴턴의 만유인력법칙에 의해서 질량이 줄어들거나 지구 반지름이 증가하며 중력이 약해지는것이지요. 지구의 질량은 대기권을 벗어나게 되는 가스에 의해 손실되거나, 우주 탐사선 및 인공위성을 발사하며 조금씩 사라지게 되는것이지요. 또한 반대로 우주에서 지구로 먼지나 작은운석들이 오게 되면 질량이 증가하며 중력이 커질수도 있게 됩니다. 이외에도 지구의 맨틀 운동으로 지구 반지름이 아주 천천히 증가하고 있는데 판구조 운동과 치밋ㄱ으로 지형이 달라지게 되면서 중력변화를 느끼게 될수도 있습니다. 지구의 자전 속도가 느려지면 원심력이 감소하게 되고 이에 따라 미세하게 중력의 변화가 있을수도 있습니다! 현재 지구의 자전속도는 1년에 1.7밀리초잠큼 느려지고 있다고 알려져 있습니다!
Q. 봄에 유독 가뭄이 심한 이유는 무엇일까요?
우리나라의 경우 온대 몬순기후에 속하기에 연중 강수량이 주로 여름철에 집중되어있습니다. 여름엔 장마와 태풍의 영향으로 많은 비가 내리지만, 겨울과 봄엔 강수량이 상대적으로 적기에 건조한 날씨가 지속되는것이지요. 특히 봄철엔 겨울철의 강수 부족이 누적된 상태로 여름철 장마가 시작되기 전까지 가뭄이 두드러지게 되는것입니다. 겨울철엔 서고동저형의 기합배치가 지속되고 시베리아 고기압의 영향으로 인해 한랭 건조한 공기가 유입되어 눈이나 비가 많이 내리지 않게 되고 1~2월달엔 특히 기온이 낮아 땅에 스며딜지 않게되며 증발도 적고 토양에 수분히 충분하게 공급되지 않기에 가뭄현상이 심화되는것입니다. 봄철엔 겨울철 시베리아 고기압이 약해지게 되고 이동성 고기압이 발달하게 되며 맑은날이 많아지게 되며 이동성 고기압이 주로 맑고 건조한 날씨를 유발하기에 비가 적게 내리고 대기가 더욱 건조해지며 편서풍의 영향으로 습기가 많은 공기가 잘 유입되지 않아 봄철에 강수량이 부족하게 되지요. 봄철은 기온이 상승하면서 토양속 수분이 빠르게 증발하고 대기중의 습도가 낮아져 있기에 더욱 건조해지게 됩니다. 바람이 강하게 불면 증발량이 더 많아지고 건조한 환경이 가속화됩니다!
Q. 우주의 크기는 지구의 몇배정도인가요?
우주는 지구와 비교할수 없을만큼 거대한 규모를 가지는데요. 지구의 반지름은 6,371km이며 직경이 12,742km이지요~ 표면적은 5.1*10^8km2이고 부피가 1.08*10^12km3이 됩니다. 반면 우주의 관측가능 크기는 반지름이 4,6600억광년이고 직경이 9,320억 광년이며 부피가 3.57*10^33광년3 이 되므로 지구보다 대략 7*10^25배 정도 크게 됩니다~ 어마어마한 차이이지요~실제로 우주의 크기는 이것보다 더 클 가능성이 있습니다! 그렇기에 이것도 최소 크기인것이지요!
Q. 우주 탐사에서 로켓의 비추력이 중요하다고 하는데 비추력이 무엇인가요?
비추력이란 로켓 엔진의 효율성을 나타내는 지표로서 단위 질량의 추진체가 얼마나 효과적으로 추진력을 생성하는지를 나타내게 됩니다. 같은양의 연료를 사용한다면 더 높은 비추력을 가지게 되는 엔진이 더 오래 더 강하게 추진하게 되는것이지요~그렇기에 우주 탐사에서 매우 중요하게 됩니다. 연료를 절약하게 되고 로켓의 무게를 감소할수 있으며 우주 탐사 거리가 증가할수 있기 때문이지요~ 보통 고체연료는 200~300초의 비추력을, 액체연료는 300~450초의 비추력을, 전기추진은 1500~10,000초의 비추력을, 해열로켓은 900~1,200초의 비추력을 가지고 있는것으로 알려져 있습니다! 쉽게 이야기해서 우리가 자동차의 연비가 좋다 안좋다를 나누게 되는 기준이라고 생각하시면 될것같아요!
Q. 물을 비울때 그냥 버리는 거 보다 회오리를 만들면서 비우면 더 빠른 이유?
물을 비울때 회오리를 만들면 더 빨리 비워지는것은 공기흐름과 원심력때문입니다~ 물을 아래로 비우려면 위쪽에서 공기가 들어올 공간이 필요하는데 그냥 버리게 되면 물이 한꺼번에 아래로 쏘ㄸ아지며 공기가 원활하게 위로 올라갈수 없게 되며 흐름이 지연되게 되지만 회오리를 만들면 중심부에 빈공간이 형성되며 공기가 쉽게 유입되는것이지요. 물이 배출되면서 위에서 공기가 들어와야 원활한 배출이 가능하게 되는데 회외리를 만들면 중심부에 공기기둥이 형성되며 공기가 쉽게 들어오고 물이 연속적으로 배출되게 되는것입니다. 물이 회전하면 바깥쪽으로 밀려나게 되고 중ㅅ미부에 공기 통로가 생기게되며 물이 빨리 빠져나가게 되는것이지요~