안녕하세요. 김형윤 전문가입니다.
기계공학
Q. 쏘우스탑은 어떤 원리로 손가락이 닿았을 때 멈추나요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.쏘스탑(SawStop)은 톱을 작동하는 도중, 톱이 작업자의 손이나 손가락을 자를 때 바로 작동하여 톱을 멈추게 하는 안전 장치입니다. 쏘스탑의 작동 원리는 전기적 인식 원리입니다.톱 작동 시, 톱날 주위에는 전기적인 필드가 형성됩니다. 이때, 톱날이 작업자의 손이나 손가락과 접촉하면 전기적인 회로가 완성되어, 톱날과 작업자의 손이나 손가락 사이를 흐르는 전기가 인식됩니다. 이 인식 신호를 받은 쏘스탑은 톱날의 회전을 빠르게 멈추게 됩니다. 이러한 과정은 몇 밀리초 안에 이루어지며, 작업자의 손이나 손가락을 보호합니다.이러한 쏘스탑 기술은 전기적인 원리를 이용하여 작동하며, 작업자의 안전을 보호하는 데 매우 효과적입니다.
지구과학·천문우주
Q. 비가 일부지역에만 내리는경우가 있나요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.네, 비가 좁은 지역에 집중해서 내리는 현상을 지역성 강수(Locally Heavy Rainfall) 또는 지역성 호우(Localized Heavy Rain)라고 합니다. 이러한 현상은 일반적으로 지형적인 요인이나 지리학적인 조건, 지역적인 기상 조건 등이 결합하여 발생합니다.예를 들어, 지형적으로 산이나 언덕이 있는 지역에서는 공기가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하면서 냉각되어 비가 많이 내리게 됩니다. 또한, 바다나 호수와 같은 대규모 수체가 있는 지역에서는 수면에서 증발한 수증기가 공기 중에 높은 농도로 존재하게 되어 비가 집중적으로 내리는 경우도 있습니다.이러한 지역성 강수는 일반적으로 강한 바람, 번개, 우박 등의 기상 현상과 함께 발생할 수 있으며, 지역적으로 큰 피해를 발생시킬 수 있으므로 주의가 필요합니다.
지구과학·천문우주
Q. 별의 밝기가 변하는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.별의 밝기가 변하는 원리에는 여러 가지가 있습니다. 가장 일반적인 원리는 우리가 지구에서 바라보는 별이 지구와 태양 사이를 지나가면서 생기는 현상인 태양 이동입니다. 이 때, 별이 지구에 가까이 올라오면서 별의 밝기가 더욱 밝게 보이고, 지구에서 멀어질수록 밝기가 어둡게 보이게 됩니다.그 외에도, 별의 밝기가 변하는 다른 원리로는 별의 자체적인 변화와, 별 주변의 물체로 인한 음영 현상 등이 있습니다. 예를 들어, 붉은 적색 산성인 라틴트(Latint)와 같은 일부 태양계 밖의 별들은 주기적으로 밝기가 변화하는 현상을 보이는데, 이는 별의 자체적인 변화로 인한 것입니다. 또한, 별 주변에 행성이나 유성 등의 물체가 지나가면서 발생하는 음영 현상도 별의 밝기 변화에 영향을 줄 수 있습니다.이러한 다양한 원리로 인해 별의 밝기가 변화하는데, 이를 측정하고 분석하는 것은 천문학적 연구와 우주 탐사에 매우 중요한 역할을 합니다.
물리
Q. 수영할때 힘을빼야 물에 더 잘뜨는원리
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.수영 할 때 힘을 빼면 잘 뜨는 원리는 수력 저항과 관련이 있습니다. 수영 중에는 수영자의 몸과 물 사이에서 수력 저항이 발생합니다. 물 속으로 빠져들면 물의 분자들이 몸에 닿아서 저항을 제공하게 되어 수영자의 전진 속도를 늦추게 됩니다.따라서, 수영을 할 때 몸을 물속으로 더 깊게 넣으면 수력 저항이 커지므로 전진 속도가 느려지게 됩니다. 이와 반대로, 몸을 물속으로 덜 넣고 수면 위에 더 많이 떠 있으면 수력 저항이 적어져 전진 속도가 빨라지게 됩니다. 이러한 원리 때문에 수영을 할 때는 힘을 빼고 수면 위에 더 많이 떠 있으면서 자연스럽게 미끄러지는 것이 더욱 효과적입니다.또한, 힘을 빼면서 숨을 쉬는 것도 수영의 중요한 요소 중 하나입니다. 수영을 할 때는 숨을 쉬는 횟수를 줄이면서 깊이 들이마시는 것이 좋습니다. 이렇게 함으로써 수영자의 몸의 안정성을 높일 수 있고, 수영 동작에 불필요한 에너지 손실을 방지할 수 있습니다.
물리
Q. 근육이 뭉치거나 풀리는 원 리
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.근육이 뭉치는 원리는 근육을 사용하면서 근육 섬유 내부의 근육 단백질이 축적되기 때문입니다. 근육 섬유는 미세한 근육 단위인 사구체로 구성되며, 사구체 안에는 근육 단백질인 미오신과 액틴이 존재합니다. 이러한 근육 단백질은 근육을 사용할 때 축적되어 근육의 크기와 세기를 높이는 역할을 합니다.근육을 사용할 때, 미오신과 액틴은 서로 상호작용하여 근육을 수축시킵니다. 이때 미오신은 액틴을 끌어당기는 역할을 하며, 근육이 계속해서 사용될 때 근육 섬유 내부에 미오신과 액틴이 축적되어 근육이 더욱 뭉치는 것입니다. 또한, 근육을 사용하면서 근육 섬유 내부의 혈류가 증가하여 산소와 영양소가 근육으로 공급되어 근육의 성장을 도와줍니다.이러한 과정은 근육의 사용 빈도와 강도, 영양상태와 휴식 등에 따라 달라질 수 있습니다. 근육을 효과적으로 발달시키기 위해서는 적절한 운동과 영양소 섭취, 휴식 등이 필요합니다.근육 뭉침이 풀리는 원리는 근육을 늘이는 것입니다. 근육은 일정한 길이 이상으로 늘어나면 세포 내부의 단백질 구조물이 늘어나면서 근육이 늘어납니다. 이 때, 근육 뭉침이 생긴 부위를 늘리기 위해 저항이 있는 상태에서 근육을 늘리는 스트레칭 운동을 하게 되면, 근육 내부의 혈액순환을 촉진시키고, 근육 내부의 노폐물을 제거하면서 근육 뭉침이 풀리게 됩니다.스트레칭 운동을 하면 근육 내부의 혈액순환량이 증가하고, 혈액순환에 의해 근육 내부의 산소와 영양소가 공급되어 근육의 대사활동이 활발해집니다. 이를 통해 근육 내부의 노폐물이 제거되면서 근육 뭉침이 풀리는 효과를 볼 수 있습니다.또한, 스트레칭 운동은 근육을 늘이는 것뿐만 아니라, 근육 주변의 인대와 힘줄 등도 늘이면서 근육에 걸리는 압력을 줄여주어 근육 뭉침을 풀어주는 효과가 있습니다. 이러한 이유로, 스트레칭 운동은 근육을 건강하게 유지하고 근육 뭉침을 예방할 수 있는 좋은 방법입니다.
화학
Q. 디지털 카메라와 필름 카메라 손떨림 차이
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.네, 카메라마다 흔들림 효과를 줄이기 위한 방법과 성능이 다릅니다. 렌즈에 장착된 광학 방식의 이미지 스태빌라이제이션(Optical Image Stabilization, OIS)이나 카메라 본체에 장착된 메카닉 방식의 이미지 스태빌라이제이션(Mechanical Image Stabilization, MIS), 또는 소프트웨어를 이용한 디지털 방식의 이미지 스태빌라이제이션(Digital Image Stabilization, DIS) 등 다양한 방식으로 흔들림 효과를 줄이고 있습니다.OIS는 렌즈 내부에 장착된 가변 렌즈를 이용하여 광학적으로 이미지를 안정화합니다. MIS는 카메라 내부에 장착된 메카닉 장치를 이용하여 이미지를 안정화합니다. DIS는 이미지를 촬영한 후에 소프트웨어를 이용하여 이미지를 안정화합니다.이러한 방식들은 카메라의 종류나 성능에 따라 다르게 적용됩니다. 일반적으로 더욱 고급스러운 카메라일수록 흔들림 효과를 줄이기 위한 방법과 성능이 더욱 발전하고 있습니다.
물리
Q. 음식을 똑 같이 먹어도 살이찌는게 다른가요
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.네, 사람마다 동일한 양의 음식을 먹어도 살이 찌는 정도는 다를 수 있습니다. 이는 개인의 대사율, 유전적 차이, 신체 활동량, 식습관 등의 요인에 따라 결정됩니다.대사율이란 우리 몸이 에너지를 소비하는 비율을 말합니다. 대사율이 높은 사람은 동일한 양의 음식을 먹어도 더 많은 칼로리를 소비할 수 있으므로 적은 비율로 체중 증가를 경험합니다. 또한, 유전적으로 체질이 다른 경우에도 같은 양의 음식을 먹어도 체중 증가 정도가 다를 수 있습니다. 또한, 신체 활동량과 식습관도 체중에 영향을 미칩니다.따라서, 체중을 유지하거나 감량하기 위해서는 개인의 대사율과 신체 활동량 등을 고려하여 적절한 식습관과 운동을 유지하는 것이 중요합니다.
토목공학
Q. 하마는 잠수를 오래할수있나요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.하마는 심해에서 최대 30분 이상 잠수할 수 있습니다. 하마는 폐의 크기와 혈액 내의 헤모글로빈 농도를 높이는 등의 적응력으로 인해 장시간 수중 생활을 할 수 있습니다. 하지만 평균적으로는 6~11분 정도의 짧은 시간 동안 수면과 수중 생활을 반복하며 생활합니다.
전기·전자
Q. 안경점에 가면 이제는 시력 검사 안해도 도수를 알 수 있던데 어떻게 도수를 알 수 있는건가요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.기계로 눈만 확인하여 시력을 알 수 있는 방법 중 하나는 자동 굴절 검사기를 이용하는 것입니다. 자동 굴절 검사기는 렌즈와 조명을 이용하여 눈의 굴절 상태를 측정하여 시력을 판단하는 장치입니다.자동 굴절 검사기는 렌즈와 조명을 이용하여 눈의 굴절 상태를 측정합니다. 이 장치는 일반적으로 눈 앞에 위치하여 눈을 바라보고 작동됩니다. 검사자는 검사 대상자에게 특정한 위치를 응시하도록 안내하고, 자동 굴절 검사기는 해당 위치에서 렌즈를 이용하여 빛을 눈에 비춥니다. 이 때, 렌즈는 눈의 굴절 상태에 따라 빛의 굴절을 바꿔주며, 이를 측정하여 시력을 판단합니다.자동 굴절 검사기를 이용하여 측정된 시력은 일반적으로 안과 의사나 검안사 등의 전문가에 의해 해석됩니다. 이 방법은 눈의 굴절 상태만을 측정하므로 시력에 영향을 미치는 다른 요인들은 고려되지 않을 수 있습니다. 따라서, 정확한 시력 측정을 위해서는 다양한 검사 항목들을 종합적으로 고려하여 판단하는 것이 중요합니다.
화학
Q. 렌즈를 어떻게 만들게 됬나요? 그리고 어떻게 도수를 넣을 수 있나요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.렌즈에 도수를 만드는 가장 일반적인 방법은 다이아몬드 툴을 이용하여 그릇 모양의 유리 원판을 연마하는 것입니다. 이 과정에서 렌즈의 도수(곡률)를 조절할 수 있습니다.도수(곡률)는 렌즈의 곡률을 나타내는데, 곡률이란 렌즈의 곡면이 구의 일부분처럼 구부러져 있는 정도를 의미합니다. 렌즈의 곡률이 클수록 더 뚜렷한 이미지를 만들어낼 수 있습니다.렌즈를 만드는 과정에서 먼저 유리 원판을 원하는 크기로 자릅니다. 그 다음, 다이아몬드 툴을 이용하여 그릇 모양으로 연마합니다. 이 때 다이아몬드 툴은 렌즈의 곡률에 따라 다양한 모양을 가질 수 있습니다. 예를 들어, 렌즈의 중심 부분이 더 두껍고, 가장자리 부분이 얇은 모양으로 연마할 수 있습니다.렌즈의 도수(곡률)는 다이아몬드 툴의 모양과 연마 과정에서의 압력 등에 따라 결정됩니다. 따라서, 렌즈의 도수(곡률)를 조절하기 위해서는 다이아몬드 툴의 모양과 연마 과정에서의 조건을 조절해야 합니다.