안녕하세요 염정흠 전문가입니다.
Q. 나무의 나이테로 방향을 알 수 있는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.나무의 나이테를 보면 방위를 알 수 있다고 많이 알려져 있는데 이는 맞지 않는 정보입니다. 나무는 햇빛을 많이 받아 생장이 활발한 남쪽방향 나이테 폭이 넓다는 주장인데 그럴듯하지만 맞지 않는 주장입니다. 나무의 나이테는 경사면이나 바람, 햇볕 등 다양한 자연환경의 조건에 따라 동서남북 어느 방향으로든 폭이 넓게 자랄 수 있습니다. 아래에 몇 가지 정리해 보겠습니다.평평한 곳에 자란 나무를 나이테가 원형에 가깝게 만들어집니다. 어느 방향으로든 치우침이 거의 없다는 얘기입니다. 반면 산과 같은 경사지에서 자란 나무는 어릴 때는 산의 경사면과 수직으로 자나다가 차츰 중력방향에 맞추려고 노력합니다. 산에서 자라는 나무의 나이테 중심이 한쪽으로 치우치는 편심생장의 이유입니다. 땅의 경사가 약 2도만 기울어져도 편심생장이 일어납니다. 이때 나이테 중심이 어느 방향으로 치우치는지는 수종마다 차이가 있는데 소나무나 잣나무 같은 침엽수는 산의 위쪽 방향에 생겨 나이테가 산 아래로 넓게 만들어지고, 참나무류나 단풍나무 등 활엽수는 산 아래쪽 방향에 생겨 나이테가 산 위쪽으로 넓게 만들어집니다.경사지가 아닌 평지에서도 편심생장이 일어날 수 있습니다. 울창한 숲의 하층에서 자라는 어린 나무는 햇볕을 좇아 열린 공간으로 방향을 틀면서 자라면서 편심생장이 일어날 수 있습니다. 이때 나이테가 넓은 방향은 틀어지는 방향에 따라 다르기 때문에 규칙을 찾기 어렵습니다. 그리고 바람의 방향에 따라서도 다르게 나타납니다. 침엽수는 바람이 부는 반대쪽으로, 활엽수는 바람이 부는 쪽으로 나이테가 더 넓게 자랄 수 있습니다. 이는 침엽수와 활엽수에서 성잘호르몬인 옥신 분비거 정반대로 일어나기 때문입니다. 옥신이 분비될수록 세포분열이 왕성하게 일어나 나이테 폭이 반대편에 비해 더 넓어집니다. 위와 같이 나이테의 방향이 방위와는 관계 없음을 알 수 있습니다.
Q. 콘크리트와 철근의 인장강도는 같다고 들었는데요
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.인장강도가 아니라 열팽창계수가 거의 같습니다. 우연의 산물이 맞습니다. 어떤 공학자는 신이 공학계에 내린 선물 중 하나라고 표현했을 정도입니다. 열팽창계수의 약간의 차이도 모래, 자갈, 시멘트 배합을 조절하여 더 일치화시킬 수 있습니다. 그 배합비율에 따라 열팽창계수를 일치시키는 부분이 연구 결과로 볼 수 있습니다.콘크리트는 압축강도는 높지만 인장 강도가 매우 약한데 인장강도가 높고 압축강도가 약한 철근과 일체화함으로써 서로의 단점을 보완하고, 강한 구조체를 만들 수 있습니다. 그런 것이 가능한 조건이 열팽창계수가 일치하다는 것입니다. 콘크리트에 들어가는 철근의 양은 구조설계를 통하여 각 건축물에 적합한 구조 강도를 낼 수 있으면서 합리적인 사이즈와 양을 결정해줍니다. 구조설계시 건물의 고정하중, 적재하중, 지진하중, 풍하중, 적설하중 등 구조체에 영향을 줄 수 있는 요인들을 다 고려하여 설계합니다. 철근이 없을 시 기둥 같은 경우 수직하중에는 잘 버틸 수 있겠지만 보나 바닥판 같은 것은 인장강도가 약하기 때문에 집중되는 하중에 의해 파괴되기 쉽습니다. 철근이 있는 것과 없는 것의 강도 차이는 압축강도는 큰 차이 없겠지만 인장강도에서 큰 차이가 있어서 건축물이 파괴되기 쉽고, 그 속도가 빠를 것입니다. 잘 설계된 철근콘크리트 건축물은 큰 힘에 의해 무너질 때 철근의 인장력에 의해 버티면서 서서히 무너집니다. 그 동안 내부에 있는 사람들이 피난할 수 있는 시간을 조금이라도 더 확보할 수 있습니다.
Q. 숯을 물속에 넣으면 기포가 생기는 원인은 무엇인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.숯은 다공질의 물체입니다. 육안으로 쉽게 확인할 수 있을 정도의 틈과 구멍도 있지만 육안으로 확인이 여려운 미세한 구멍들도 있습니다. 구멍이 작으면 공기가 차있는 자리에 물이 들어가는게 어려울 수 있기 때문에 숯이 수분을 머금을 시간 동안 미세한 틈에 들어가 있던 공기방울들이 숯에서 빠져나오는 것입니다.
Q. 생태계교란동물 잡았을때 처리 어떻게 해야 하나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.물고기처럼 물 밖에 두는 것 만으로 죽게 할 수 있는 것은 비교적 처리가 쉬운데 그 외에 일부러 죽여야 하는 동물은 난감할 겁니다. 그럴 때는 지자체 환경정책과나 외래생물 신고센터에 신고하시면 안내 받을 수 있습니다. 지자체 환경정책과 해당 지역마다 연락처가 다를 것 같아 검색해보셔야 합니다. 외래생물 신고센터는 041-950-5407입니다. 포획 외에도 발견한 것을 신고할 수도 있으니 위 사진을 참고하여 주십시오.
Q. 근육이 커지는 것이 운동을 하면 근육이 찢어지고 찢어진 자리에 단백질이 들어가면서 커지는 원리가 맞나요??
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.근육을 손상시켜서 회복을 통한 성장이 맞습니다. 근육이 찢어진다고 표현을 하면 정말 부상 같은 느낌인데 근육을 이루고 있는 근섬유의 미세 손상이 더 정확할 것 같습니다. 근섬유도 지근과 속근이 있는데 고강도 운동이나 무산소 운동 시 수축이 빠른 속근섬유가 주로 사용됩니다. 깊게 파고 들면 매우 복잡한 내용이 있지만 간단히 설명하자면 그렇습니다. 속근 섬유는 상대적으로 높은 수준의 장력을 생성하지만 내구성이 낮아 쉽게 피로해집니다. 고강도 운동으로 피로해진 근섬유가 손상을 입으면 인체는 다시 회복을 합니다. 다시 회복을 할 때는 더 이전 보다 비대해지고 강해집니다. 그렇다고 단숨에 커진다는 것은 아닙니다. 근섬유는 머리카락 같이 가늘기 때문에 한번의 운동과 회복으로는 쉽게 표가 나지 않습니다. 그렇기에 반복적으로 운동하여 발달시키는 것입니다. 손상된 근섬유는 48시간 정도면 회복이 되는데 그 동안 성장을 같이 하게 됩니다. 성장의 이유는 인체가 다음에 또 같은 손상이 발생하지 않도록 대비하는 것으로 생각하시면 될 것 같습니다. 만약 충분히 회복시간을 가지지 않고 운동을 하게 되면 회복을 못한 근육이 버티지 못하여 근육(회복을 못한 근육상태로 운동을 하면 근육 손상이 심해지고, 염증이 생길 수 았습니다. 너무 과한 운동으로 한꺼번에 너무 많은 근섬유가 손상되면 근육의 파열로 볼 수 있습니다.)이나 관절, 인대 등의 부상으로 이어질 수 있습니다. 그래서 고강도 훈련 후 회복에 필요한 영양섭취와 충분한 휴식을 가져야 합니다. 그러한 매커니즘이 많이 알려져 있기에 부위별로 운동기간을 나누어서 먼저 운동한 부위가 회복할 동안 다른 부위의 운동을 할 수 있습니다. 대신 정확하게 원하는 부위에 힘을 집중시키는 바른자세와 집중력을 키우는 것이 중요합니다. 앞서 잠시 언급한 지근섬유가 있었는데 이는 느리게 수축하며, 저강도와 유산소 운동에 사용되며 마라톤과 같은 지구력을 요하는 운동시 발달합니다. 속근 섬유는 지근 섬유에 비해 더 쉽게 크고 빠르게 증가합니다.