안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 무중력인 우주에서 질량을 어떻게 측정하나요?
안녕하세요. 황정웅 과학전문가입니다.중력이 없는 환경에서 질량을 측정하는 방법은 다양한 연구가 진행되고 있습니다.우선 관성력을 이용하여 질량을 측정하는 방법은 가장 대중적입니다.F=ma 라는 공식을 사용하여 질량을 계산할 수 있습니다.힘=질량x가속도 의 공식인데공식을 변형하면 질량=힘/가속도 가 됩니다.예를 들면 물체에 용수철저울을 달고 일정한 힘을 가해 일정한 가속도를 유지하여 값을 측정하고계산을 통해 질량을 알아낼 수 있습니다. 하지만 측정이 힘들고 질량이 작은 물체는 측정하기가 더 어렵습니다. 공진 주파수를 활용한 질량 측정도 연구되고 있습니다.물체의 무게에 대한 공진 주파수를 알아내어, 샘플의 공진 주파수를 측정하여 질량을 구하는 방법입니다.다양한 방법들이 연구되고 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 인간의 미각으로 물 입자를 구별하는 게 가능한가요?
안녕하세요. 황정웅 과학전문가입니다.생수를 맛보고 브랜드를 맞추는게 어느정도 가능합니다.생수는 순수한 물로만 이루어진 증류수가 아닌 다양한 미네랄이 포함된 용액입니다.브랜드별로 미네랄의 농도가 달라서 물을 마셨을 때 미묘한 단맛 쓴맛 등의 차이와 점도차이에 의한 목넘김의 다름이 느껴질 수 있습니다.물입자라는 표현을 쓰지만 정확히는 미네랄 함량에따라서 물맛이 다르게 느껴지는 것이 브랜드를 구별할 수 있는 주된 이유입니다.
지구과학·천문우주
Q. 왜 비행기는 벼락을 안맞나요 ?
안녕하세요. 황정웅 과학전문가입니다.비행기도 벼락을 맞을 수 있습니다.다만 벼락을 맞을 가능성이 높은 기상조건에서 운영을 피하며, 이륙 후 높은 고도로 올라가면 저기압 같은 환경요인으로 벼락에 맞을 확률이 낮아지는 것이 벼락을 맞는 경우가 적은 이유입니다.그리고 비행기는 벼락을 맞더라도 견딜수 있게 설계되어 있고, 다양한 안전장치와 시스템을 구성하고있어 벼락에 맞는다고해서 반드시 사고로 이어지지는 않기때문에 벼락에 의한 사고 기사는 적을거라고 생각합니다.
물리
Q. 총알이 날아갈 때 회전하는 방향은 남반구인가 북반구인가에따라 다를까요?
안녕하세요. 황정웅 과학전문가입니다.총알의 회전이 발생하는 이유는 지구의 자전에 의해 일어나는 것이 아닌 총열의 강선에 의해 일어납니다.강선은 총알에 회전을 주기위해 총알이 나오는 길에 파둔 나선형의 홈입니다. 이 나선의 방향에 의해 총알의 회전이 정해집니다.총알에 인위적으로 회전을 주는 이유는 총알의 무게중심이 뒤쪽으로 치우쳐있어 발사 후 총알이 날아가다 앞뒤가 뒤집힐 수있습니다.총알에 회전을 주면 회전관성이 생기고 이 경우 앞뒤를 뒤집으려면 외력이 필요하기에 총알이 잘 뒤집어지지 않게 됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 태양계 내 행성 중 금성이 가장 뜨거운 이유가 뭘까요?
안녕하세요. 황정웅 과학전문가입니다.금성의 이산화탄소로 이루어진 두터운 대기가 온실효과를 일으키기 때문입니다.수성의 경우 태양과 가까워 굉장히 뜨거운 것은 맞지만,태양을 바라보지 않는 면은 빠르게 식어버립니다.그래서 평균적인 온도가 금성보다는 낮게됩니다.하지만 금성은 두터운 대기 때문에 태양으로 부터 받은 열이 쉽게 빠져나가지 못해서 밤의 온도도 뜨겁습니다.이것이 태양계에서 가장 뜨거운 행성이 금성인 이유입니다.
기계공학
Q. 무한 동력 기계를 만들 수 없는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 황정웅 과학전문가입니다.무한동력 기계는 열역학 법칙을 위배하기 때문입니다.에너지 공급을 받지않고 영원히 일을하는 가상의 기관은 물리학을 적용 받고있는 우리 우주에서는 불가능합니다.다양한 영구기관들이 있지만 영구기관 자체가 물리학(자연현상)과 위배됩니다. 이는 낮은곳에 있는 물체가 아무런 외력 없이 스스로 높은 곳으로 이동하거나컵에 담긴 뜨거운 물을 식히려 얼음을 넣었는데 물의 온도가 더 올라가 물이 끓는 현상이 불가능 한 것과 같습니다.영구기관의은 에너지가 창조되어야 하며 이는 에너지 보존법칙에 위배됩니다.우주의 에너지는 총량이 항상 일정하기 때문에 없던 에너지가 생기거나 사라지지 않습니다.또 열에너지를 100% 역학적 에너지로 전환하는 효율100%의 기관을 만드는 것도 불가능합니다.열역학 제 2법칙에 따라 고립계의 엔트로피는 항상 증가합니다.열에너지는 100%일로 전환될 수 없고 반드시 다른 곳으로 유실됩니다.
화학
Q. 탄산 자체가 소화를 돕는 데 효과가 있나요?
안녕하세요. 황정웅 과학전문가입니다.탄산은 특유의 자극성 때문에 소화기관의 활동을 증가시켜 배변기능에 도움이 된다고 합니다.하지만 소화불량에는 도움이 된다는 근거가 없습니다.탄산음료나 탄산수를 마시면 트림이 나와서 소화가 잘 되는 느낌은 받을 수 있지만 근본적인 해결에는 도움이 되지 않는다고 합니다.탄산이 소화가 잘되지않고 있는 음식을 분해하는 기능을 가지지는 않기 때문입니다.소화제에 들어있는 효소 성분이 음식물을 분해하여 소화를 돕습니다.소화불량인 상황에서 탄산은 오히려 역효과를 줄 수 있습니다. 탄산은 우선 산성 성분이며, 위산이 더 많이 나오도록 유도하여 속쓰림을 유발할 수 있고, 발생하는 이산화탄소 가스가 잘 배출되지 않아 더부룩함을 느끼게 될 수 있습니다.
토목공학
Q. 치약으로 광택을 낼 수 있는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 황정웅 과학전문가입니다.치약에 있는 세정제 성분이 우선 그릇에 묻은 얼룩을 지워주고,또 치약에 들어있는 연마제 성분이 표면의 굴곡을 갈아서 매끈하게 만들기 때문입니다.다만 금속에 따라 오히려 광택이 사라질 수 있고,도금의 경우 벗겨질 수도 있으니 주의해서 사용해야합니다.
전기·전자
Q. 원자력은 어떤 원리로 에너지를 만드는 건가요?
안녕하세요. 황정웅 과학전문가입니다.우라늄 원자의 핵분열이 일어날때 발생하는 열로 물을 끓이고 끓인 물의 증기가 터빈을 돌려 전기에너지를 생산합니다.화석연료를 태워 전기를 생산하는 것과 방식은 크게 차이가 없습니다.다만 핵분열에서 열을 얻는것이 효율이 좋다는 점과,핵분열을 안정적으로 제어하는 것에 복잡한 과정이 필요합니다.
화학
Q. 탄산음료를 흔들면 왜 폭발하나요?
안녕하세요. 황정웅 과학전문가입니다.탄산음료를 흔들면 병이나 캔 의 위쪽에 있던 공기가 섞여 안쪽 벽에 기체방울이 생깁니다. 이런 기체방울이 넓은 표면적을 제공하여 이산화탄소 기체가 생성되는 핵을 제공하고 음료에 녹아있던 이산화탄소가 더 쉽게 기체로 방출되게 하는 원인이 됩니다.탄산음료가 흔들리면 병안쪽에 이러한 기체방울이 생긴 것을 볼 수 있습니다. 이 때 병을 톡톡쳐서 이 기체방울을 제거하면 폭발하지 않게됩니다.흔히 흔들면 병 내부 압력이 강해져 폭발한다고 알고 있지만 실제로는 이런 기체방울에 의한 표면적 증가때문에 이산화탄소가 급격히 기체로 빠져나오는 것이 주된 원인입니다.