Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 낙타는 어떻게 선인장의 가시를 극복하고 섭취할 수 있을까요?
안녕하세요. 낙타의 입은 매우 강인하고 유연한 입술을 갖추고 있어, 선인장의 가시를 조심스럽게 피하면서 식물의 다른 부분을 물어뜯을 수 있습니다. 이 입술은 매우 두껍고 강인하여, 가시에 찔리는 것을 최소화 하면서 식물 조직을 효과적으로 분리할 수 있습니다. 더욱 특별한 것은 낙타의 입안에 있는 돌기들입니다. 이 돌기들은 작고 단단한 구조로, 낙타가 선인장 같은 가시가 있는 식물을 씹고 섭취하는 데 도움을 줍니다. 이 돌기들은 입안의 연조직을 보호하는 역할을 하며, 선인장의 가시로부터 상처를 입는 것을 방지합니다 또한, 이 돌기들은 식물의 섬유질을 효율적으로 분쇄하고 소화하는데 필요한 표면적을 늘려줍니다. 이러한 특성은 사막과 같은 물이 부족한 환경에서 낙타가 효과적으로 생존할 수 있게 하는 중요한 진화적 적응입니다. 선인장에서 수분과 필수 영양소를 획득할 수 있는 능력은 낙타가 극한의 환경에서도 번성할 수 있는 핵심 요소 중 하나입니다.
Q. 1차 전지와 2차 전지의 차이는 무엇인가요
안녕하세요. 쉽게 결론부터 말씀드리면 1차 전지는 건전지, 2차 전지는 충전지 라고 생각하시면 금방 이해가 될 것입니다. 1차 전지는 한 번의 사용 후 재충전이 불가능하며, 에너지가 고갈되면 폐기해야 합니다. 이러한 전지는 일반적으로 낮은 자가 방전률과 장기간의 저장 안정성으로 인해 장기 보관이 필요한 응용 분야에 적합합니다. 대표적인 예로 알칼라인 배터리, 아연-탄소 배터리가 있으며, 이들은 비교적 저렴하고 접근성이 높습니다. 반면, 2차 전지는 사용된 후 외부 전원을 통해 재충전이 가능하여 반복적으로 사용할 수 있습니다. 이러한 특성은 장기적인 비용 효율성과 환경 지속 가능성 측면에서 매우 유리합니다. 리튬 이온 배터리, 납산 배터리, 니켈-카드뮴 배터리가 이 범주에 속하며, 휴대폰, 노트북, 전기 자동차 등 다양한 현대 기기에서 필수적으로 사용됩니다.
Q. 양이온과 음이온은 어떤 차이가 있는건가요?
안녕하세요. 양이온은 양의 전하를 띠는 이온입니다. 이는 원자가 전자를 잃었을 때 형성됩니다. 전자는 음의 전하를 가지고 있기 때문에, 전자를 잃으면 원자는 전체적으로 양의 전하를 가지게 됩니다. 나트륨(Na) 원자가 하나의 전자를 잃으면 나트륨 이온 Na⁺가 됩니다. 양이온은 일반적으로 금속 원소에서 더 흔하게 형성됩니다. 음이온은 음의 전하를 띠는 이온입니다. 이는 원자가 전자를 얻었을 때 형성됩니다. 전자를 추가로 얻으면 원자는 전체적으로 음의 전하를 가지게 됩니다. 예를 들어, 염소(Cl) 원자가 하나의 전자를 더 받아들이면 염소 이온 Cl⁻가 됩니다. 음이온은 주로 비금속 원소에서 형성됩니다. 이온은 전해질 용액이나 용융된 상태에서 자유롭게 움직일 수 있을 때 전류를 전달할 수 있습니다. 이 때, 양이온은 양극(음극)으로 이동하며, 음이온은 음극(양극)으로 이동합니다. 이러한 이동은 전기 회로 내에서 전류의 흐름을 가능하게 하며, 이는 전해질 용액을 통한 전기화학 반응의 기반을 제공합니다.
Q. 롤러코스터가 움직일수 있는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 롤러코스터가 움직이는 원리는 그 구조가 엔진을 사용하지 않고도 중력과 에너지 보존 법칙을 활용하여 작동되도록 설계되어 있습니다. 이는 물리학의 기본 원리들, 특히 위치 에너지와 운동 에너지의 전환을 기반으로 합니다. 롤러코스터의 차량은 초기에 가장 높은 지점, 즉 출발 지점에서 멈춰 있을 때 최대의 위치 에너지를 갖고 있습니다. 위치 에너지는 고도가 높을수록 더 큰 값을 가지며, 이는 공식 위치 에너지 = mgh로 표현됩니다. 여기서 m은 질량, g는 중력 가속도, h는 높이를 나타냅니다. 롤러코스터가 출발 지점에서 방출되면, 높은 곳에서 낮은 곳으로 움직이면서 위치 에너지가 운동 에너지로 전환됩니다. 운동 에너지는 (1/2)mv² 으로 계산될 수 있으며, v는 속도를 의미합니다. 이 에너지 전환의 과정에서 롤러코스터는 궤도를 따라 가속되며, 중력은 이동하는 동안 차량을 지속적으로 내리막 방향으로 밀어줍니다. 롤러코스터의 궤도는 다양한 경사와 곡선을 포함하고 있어, 이를 통해 차량은 중력의 영향을 받아 가속하거나 감속합니다. 롤러코스터의 설계는 이러한 물리적 원리를 고려하여 최적의 스릴과 안전을 제공하도록 고안되었습니다. 롤러코스터가 운동하는 동안에는 에너지 손실을 최소화하기 위해 공기 저항과 마찰력이 고려됩니다. 이러한 저항을 ㅗ치소화하기 위해 차량은 공기역학적으로 설계되며, 효율적인 에너지 사용을 가능하게 합니다.
Q. 벌집에 있는 애벌레가 크면 어떤 기준으로 역할이 나뉘는 것인가요?
안녕하세요. 여왕벌과 일벌의 가장 큰 차이는 섭취하는 영양의 종류와 양에서 비롯됩니다. 모든 애벌레는 초기 몇 일간은 "로열 젤리"라고 불리는 특별한 물질을 섭취합니다. 그러나 일벌이 될 애벌레는 이후 꽃가루와 꿀이 섞인 "비브레드"로 식사가 전환되는 반면, 여왕벌이 될 애벌레는 계속해서 로열 젤리만을 먹게 됩니다. 로열 젤리는 호르몬과 같은 생물학적 활성 물질을 다량 포함하고 있어, 여왕벌로 성장하는데 필요한 특수한 발달 경로를 촉진합니다. 이는 여왕벌의 생식기관을 발달시키고, 크기가 더 크며, 생식 가능한 상태로 만듭니다. 비록 모든 꿀벌이 비슷한 유전적 잠재력을 가지고 태어나지만, 특정 유전자의 발현은 환경 요인, 특히 영양 상태에 의해 조절될 수 있습니다. 이러한 유전자 발현의 변화가 애벌레가 여왕벌이 될지 일벌이 될지를 결정하는데 중요한 역할을 합니다. 벌집 내에서의 사회적 상호작용과 필요도 애벌레의 역할 분화에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 기존의 여왕벌이 죽거나 분리되어 새로운 벌집을 형성할 때, 새로운 여왕벌이 필요하게 되면, 일벌들은 선택된 애벌레에게 계속 로열 젤리를 공급하여 여왕벌로 성장하도록 합니다.