안녕하세요 염정흠 전문가입니다.
Q. 그랭이 공법은 어떻게 지진의 파동을 제어하거나 완화하는 역할을 할 수 있나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.그랭이공법을 간단히 설명하겠습니다. 보통 건축물을 세울 때 땅을 어느 정도 파내고 그 안에 바위 같은 것은 제거합니다. 그 후 땅을 평평하게 만들면서 밀도가 높아지게 다집니다. 그러면 바위가 빠진 공극이 채워지고 단단해지는데 그랭이 공법은 건축물을 올리 위치에 큰 바위가 있으면 파내지 않고 그대로 둡니다. 그 바위를 주춧돌로 두고 상부에 구조물로 쓸 석재 하부를 바위 굴곡에 맞춰서 다듬어서 올립니다. 그렇게 하면 기존에 있던 바위와 일체화시키기 쉽고 오랜 세월 있던 바위이기 때문에 지반에도 더 견고하게 고정시킬 수 있습니다. 물론 기존 바위가 크고 무거워야 합니다. 오랜 세월 자리했던 크고 무거운 바위일수록 지반과 일체화가 잘 이루어져 있고, 그 위에 그랭이공법으로 세워지는 건축물이 더 안정적으로 유지될 수 있는 것입니다. 위에서 설명했듯이 기존에 있던 바위 굴곡에 맞춰서 만들어진 구조물이 세워지는 것이기 때문에 약간의 틈은 있습니다. 그 공간으로 인해 지진의 진동이 다 전달되지 않아 실제 구조체는 진동이 감소된 상태로 영향을 받는 것입니다. 서양의 건축방식은 바위가 있을 때 홈을 파내고 그 위에 올라갈 건축물과 단단하게 고정할 부재를 삽입하여 완전히 정착시키기 때문에 지진 발생시 진동이 그대로 구조체로 전달되기 때문에 구조체가 버텨내기 힘든 진동일 경우 무너지게 되는 것입니다. 현대건축에서는 내진설계가 더 발달해서 구조체의 강도나 유연성, 별도의 설비 등 다양한 것을 계산하여 대응할 수 있지만 옛날 건축에서는 그런 것이 없었기 때문에 그랭이공법 같은 방식이 매우 지혜로운 건축방식이라 생각할 수 있습니다.
Q. 엘레베이터는 어떻게 무게 중심을 잡나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.엘리베이터는 내부 카는 가이드 레일이 있습니다. 그리고 균형추도 가이드 레일이 있습니다. 와이어에만 카를 메달고 오르내리는 것으로는 균형을 유지하기 어렵기 때문에 가이드 레일을 설치하여 운행할 때 균형을 유지할 수 있습니다.
Q. 알루미늄의 장단점은 어떻게 되나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.열을 가하는 조리기구에 알루미늄을 많이 사용하는 것은 열전도율이 높으면서 내구성도 높기 때문입니다. 하지만 중금속이기 때문에 그냥 사용할 수 없고, 표면에 중금속 성분을 막아줄 코팅처리를 하여서 사용합니다. 알루미늄을 조리도구로 사용함에 있어서 장점은 열전도율이 좋다는 것이고, 단점은 중금속이라는 것입니다.
Q. 생물) 치아만 봐도 이 동물은 초식인지 육식인지 확정시킬수 있나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.말과 같은 초식동물은 송곳니 보다 어금니가 발달해 있습니다. 뽀족하게 솟아 있거나 움푹 들어간 곳이 거의 없고 평평한 형태입니다. 반대로 육식동물는 송곳니가 잘 발달되어 있고, 어금니 또한 평평하지 않고 송곳니처럼 뽀죡한 형태입니다. 개의 경우 사람이 키우면서 잡식성이 되었지만 원래 늑대가 조상이기 때문에 육식동물의 치아형태를 가지고 있습니다. 잡식성 동물은 그 중간 형태를 보이나 육식을 많이 하느냐, 초식을 많이 하느냐에 따라서 차이는 있습니다. 인간의 치아를 보면 송곳니도 어느정도 발달하여 있고, 어금니도 초식동물처럼 크고 평평하지는 않지만 어느정도 식물을 씹어서 으깨기 좋은 형태를 갖추고 있다는 것을 알 수 있습니다. 사람마다 고기와 채소를 먹는 비중에 따라 약간씩 차이를 보이기도 합니다. (하지만 육식에 맞지 않은 형태라고 얘기하는 사람들도 있습니다. 채식을 하기 좋은 치아형태에 가깝고, 고기를 찢기에는 송곳니가 덜 발달하여 그렇습니다. 더 깊게 따져보면 채식에 가까운 여러 이유가 있지만 넘어가도록 하겠습니다.) 잡식동물은 형태가 다양하지만 송곳니와 어금니의 형태로 유추할 수는 있습니다.
Q. 마찰력에 관한 질문이에요. 알려주세요!
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.얼음길이라면 50톤이라고 해도 미끄러졌을 것입니다. 마찰력은 접촉면적 보다는 접촉면의 성질에 더 큰 영향을 받습니다. 이론적으로는 접촉면적과 관계없이 마찰력의 크기는 같습니다. 실제는 약간의 영향을 받긴 하지만 접촉면의 형태나 성질에 따라 달라지는 것입니다.마찰력은 무게와 연관되어 있다고 많이 알고 있는데 이는 평면에서만 그렇습니다. 경사면에서는 수직항력의 영향을 받습니다. 평면의 경우 수직항력이 중력과 크기가 같고 반대 방향으로 작용합니다. 하지만 경사지에서는 중력과 수직항력의 방향이 반대가 아니며 경사각에 따라 벡터적 분해로 나뉘어 작용하면서 마찰력이 작게 작용될 수 있습니다. 이는 경사각이 클수록 마찰력이 더 작게 만듭니다. 도로면은 완전히 평지인 곳이 찾기 힘듭니다. 실제 측량을 해보면 대부분 약간이라도 경사각이 있습니다. 만약 차량이 경사면을 내리막 방향으로 달린다면 마찰력은 더 작게 작용하여 더 잘 미끄러져 내려가게 될 것입니다. 오르막 방향이라면 방향제어가 어려워질 수도 있습니다.단순히 위 두가지 내용만으로 봤을 때 트럭의 무게를 늘려서 미끄러지는 것이 줄지는 않을 것 같습니다. 오히려 운행중이던 트럭이 같은 조건의 빙판길에서 제동했을 때 50톤 트럭에 관성이 더 크게 작용하여 더 많이 미끄러질 것으로 예상됩니다.