안녕하세요. 김형윤 전문가입니다.
생물·생명
Q. 피가 없는 동물들도 있을까요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.네, 피가 없는 동물 중 가장 잘 알려진 것은 바다 붕어 (Hagfish)입니다. 바다 붕어는 먹이를 잡기 위해 먹이 동물의 몸체에 달라붙어서 그것을 먹어치우는 척추동물입니다. 이 동물은 피를 가지고 있지 않고, 대신 먹이 동물의 몸에서 나오는 점액질을 먹이로 삼습니다. 그리고 그 점액질이 몸 안에서 물이 없어져 건조해지면 다시 물을 먹어 괴사하지 않고 살아남을 수 있습니다.
전기·전자
Q. 잠수함은 어떤과학적 원리로 잠수가되나요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.잠수함이 잠수하는 원리는 다음과 같습니다.1. 부력 보상잠수함은 수중에서 물체의 부피에 비해 무게가 더 크기 때문에 물 속에서 아래로 끌리는 힘인 중력이 작용하게 됩니다. 이를 보상하기 위해 잠수함은 수중에서의 부력을 조절하여 부력과 중력을 상쇄시키는 것입니다.2. 물길 차단잠수함은 수중에서 움직일 때 앞으로 가고자 하는 힘이 있는데, 이때 물길을 차단하여 앞으로 가고자 하는 힘을 이용하게 됩니다.3. 에어컨트롤잠수함 내부에는 공기 압력을 조절하는 장치가 있습니다. 이 장치를 이용하여 잠수함 내부의 공기 압력을 조절함으로써 잠수함의 깊이를 조절할 수 있습니다.4. 발사관잠수함은 수중에서도 무기를 발사할 수 있도록 발사관을 갖추고 있습니다. 이 발사관에서 무기를 발사할 때는 발사관 내부의 물을 일시적으로 배출함으로써 발사관과 주변 물의 밀도 차이를 이용하여 무기를 발사합니다.이러한 원리를 이용하여 잠수함은 수중에서 안정적으로 움직일 수 있습니다.
물리
Q. 물리학의 4대 법칙에 대해서 한줄 요약해주세요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.물리학에서의 4대 법칙은 다음과 같습니다.1. 중력 법칙 (Newton's Law of Universal Gravitation)모든 물체는 서로에게 중력을 발생시키며, 각 물체 사이의 중력은 질량과 거리에 비례합니다.2. 운동 법칙 (Newton's Laws of Motion)첫 번째 운동 법칙은 이상적인 상태에서 물체는 정지하거나 등속운동을 한다는 것입니다. 두 번째 운동 법칙은 힘이 작용하면 물체의 질량과 가속도에 비례한다는 것입니다. 세 번째 운동 법칙은 힘과 반작용의 법칙으로, 모든 작용력은 그와 같은 크기의 반작용력을 만들어낸다는 것입니다.3. 전기력 법칙 (Coulomb's Law)전기적으로 서로 다른 전하를 가진 물체 사이에는 서로를 끌거나 밀어내는 힘이 작용합니다. 이 때 전기력은 전하 크기와 거리에 반비례합니다.4. 열역학 법칙 (Laws of Thermodynamics)열역학 법칙은 에너지 보존 법칙, 열 전달 법칙, 엔트로피 증가 법칙 등으로 이루어져 있습니다. 에너지는 생성되거나 소멸되지 않으며, 열은 항상 높은 온도에서 낮은 온도로 자연스럽게 흐르게 됩니다. 또한, 엔트로피는 시간이 지남에 따라 증가하며, 체계의 무질서함과 불확실성이 증가한다는 것을 의미합니다.
생물·생명
Q. 길가 플래카드에서 의생명 과학축제라는 것을 봤는데 의생명 과학이라는게 뭘까요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.의생명 과학 (Biomedical Science)은 의학과 생물학의 교차 분야로, 인체 내에서 생물학적 프로세스와 기작을 연구하는 학문입니다. 의생명 과학은 생명체의 분자 수준에서의 작용 원리부터, 세포, 조직, 기관, 시스템, 생물학적 네트워크, 유전체, 질병, 약물 등의 다양한 연구 분야를 포함하고 있습니다.의생명 과학은 인체의 질병 메커니즘을 이해하고, 새로운 치료제와 예방법을 개발하는 데 중요한 역할을 합니다. 이 분야의 전문가들은 생물학, 생화학, 생리학, 유전학, 병리학, 약리학 등 다양한 학문 분야의 지식을 활용하여, 인체 내에서 발생하는 질병을 이해하고, 이를 치료하고 예방하는 새로운 방법을 개발하고 있습니다.
화학
Q. 짜게먹고 물은 안 먹으면 안 붓나요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.짜게 먹는 음식을 섭취하면 체내 염분 농도가 높아지기 때문에, 체내에서 물 분비를 유도하기 위해 물을 더 많이 마시게 됩니다. 반대로, 물을 마시지 않으면 체내에서 물 제거가 원활하지 않아 체내 염분 농도가 높아지게 됩니다. 이러한 경우에는 체내의 염분 농도가 높아져 물이 조그만 부위에 쌓여 붓게 되는 경우가 있을 수 있습니다. 따라서, 짜게 먹는 음식을 섭취할 경우에는 충분한 물을 함께 섭취하여 체내의 염분 농도를 일정하게 유지하는 것이 좋습니다. 또한, 하루에 권장되는 물 섭취량은 1일 1~2리터로 많이 마시는 것이 건강에 좋습니다.
지구과학·천문우주
Q. 저녁에 태양이 질때 더 크게 보이는 원인은 무엇일까요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.해가 일몰 시에 더 크게 보이는 것은 광학적 일루전 (optical illusion) 때문입니다. 해가 뜨거나 지는 시간대에는 지평선에 가까운 위치에 있기 때문에, 지평선 근처의 먼 거리에 위치한 물체들보다 크게 보이게 됩니다. 또한, 하늘의 색상도 노을 때는 일반적으로 노란색, 주황색, 빨간색 등 따뜻한 색조로 변하기 때문에, 해의 크기와 함께 더욱 눈에 띄게 보입니다.반면, 해가 뜨는 시간대에는 먼 거리의 물체들이 해보다 더 크게 보이기 때문에, 해의 크기가 상대적으로 작아 보입니다. 또한, 아침에는 대개 빛이 밝기 때문에 하늘의 색상도 더욱 차가운 파란색 조향을 띠게 되며, 이는 해가 더욱 작아 보이게 만듭니다.따라서, 해가 일몰 시에 더 크게 보이는 것은 광학적 일루전의 결과이며, 해의 크기 자체는 일출이나 일몰 시 모두 동일합니다.
토목공학
Q. 모래도 까맣게 타나요??????
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.모래는 대부분 규산염 또는 석회질로 이루어져 있기 때문에, 일반적으로 모래를 태우면 검게 타지 않습니다. 단, 모래 내에 다양한 불순물이 혼재해 있는 경우에는 불순물이 타서 검게 변할 수도 있습니다. 그러나, 모래 내에 불순물이 없다면 모래는 그냥 소리 없이 녹아 내리게 됩니다. 이는 모래가 규산염과 같은 불가연성 물질들로 이루어져 있어서 불에 타지 않는 성질이 있기 때문입니다.
지구과학·천문우주
Q. 달의 크기는 왜 변화할까요? 보름달 중에 정월 대보름, 추석 대보름이 가장 크다고 합니다.
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.우리가 보는 달의 크기는 지구와 달 사이의 거리에 따라 변화합니다. 달은 지구 주변을 공전하는데, 이 공전 궤도는 타원형이므로, 지구와 달 사이의 거리가 계속해서 변합니다. 이에 따라, 지구에서 본 달의 크기도 변하게 됩니다.달이 지구와 가장 가까울 때, 즉 '슈퍼문'이라고 불리는 현상이 발생할 때에는 지구로부터 달까지의 거리가 가장 가깝습니다. 이때 달은 지구에서 더 크게 보이게 됩니다. 반대로, 달이 지구와 가장 멀리 떨어져 있는 '마이크로문' 현상이 발생할 때에는 지구로부터 달까지의 거리가 가장 멀어지게 되며, 이때 달은 지구에서 작게 보입니다.이러한 이유로, 우리가 보는 달의 크기는 계속해서 변화하게 됩니다. 그러나, 이러한 크기 변화는 매우 작아서, 우리 눈으로는 크게 느껴지지 않습니다.
지구과학·천문우주
Q. 번개와 천둥의 차이는 뭔가요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.번개와 천둥은 번개는 전기 방전 현상이고, 천둥은 그에 따른 소리입니다. 번개는 대기 중에 존재하는 이온화된 입자들이 충돌하여 전기 에너지가 방출되는 현상입니다. 이전까지 축적되어 있던 전하가 한 번에 방전되면서, 번개가 형성됩니다.번개가 발생할 때, 전기 에너지가 주변 대기를 가열시켜 폭발음이 발생합니다. 이 폭발음이 바로 천둥 소리가 되는데, 번개가 근처에서 발생한 경우 천둥 소리가 크게 들립니다. 이는 번개와 천둥이 동시에 발생하지 않기 때문이며, 번개와 천둥 사이의 시간 차이를 이용하여 번개가 얼마나 먼 곳에서 발생했는지를 추정할 수 있습니다. 번개와 천둥은 물리학적으로 밀접한 관련이 있습니다. 번개가 발생하면 대기 중의 고온 및 고압으로 인해 공기가 급격히 팽창하면서 폭발음이 일어나게 됩니다. 따라서, 번개와 천둥은 서로 긴밀하게 연관되어 있습니다.
전기·전자
Q. 스마트워치가 사람의 심박수를 체크 할 수 있는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.스마트워치의 심박수 측정 원리는 광학식 심박수 측정법입니다. 스마트워치 아래쪽에는 빨간색과 녹색의 LED가 위치하고 있으며, 이 LED가 발광하여 팔목의 혈관을 통과하는 혈액의 양을 측정합니다. 이 과정에서 빛의 파장이 적색과 녹색으로 번갈아가며 발생하는데, 이 빛이 혈액 속에서 흡수되는 양이 심박수와 관련이 있습니다.심장 수축 시 혈압이 증가하면서 혈관 내부의 혈액 양도 늘어나게 되고, 이로 인해 빛이 흡수되는 양이 증가합니다. 이와 반대로 심장 이완 시 혈압이 감소하면서 혈관 내부의 혈액 양이 줄어들게 되고, 이로 인해 빛이 흡수되는 양이 감소합니다. 이러한 원리를 이용하여 스마트워치는 손목 위의 혈관에서 흐르는 혈액의 양을 측정하여 심박수를 계산합니다.