Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 무지개의 스펙트럼이 빨주노초파남보와 같은 순서로 되어 있는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 무지개의 스펙트럼이 빨강, 주황, 노랑, 초록, 파랑, 남색, 보라로 나타나는 현상은 물방울을 통과하는 태양광의 분산(dispersion)에 원인이 있습니다. 이러한 색상 배열은 광학적 현상(optical phenomenon)으로, 광원으로부터 방출된 백색광(white light)이 다양한 파장(wavelength)의 구성 요소로 분해되면서 발생합니다. 빛의 굴절(refraction)은 이 과정의 핵심입니다. 물방울에 들어오는 태양광이 물의 굴절률(refractive index)의 변화를 경험하면서, 빛의 각 파장은 서로 다른 각도로 굴절되어 나옵니다. 짧은 파장의 빛(ex : 파랑, 보라)은 긴 파장의 빛(ex : 빨강, 주황)보다 더 크게 굴절되는데, 이는 각 색상의 빛이 물질을 통과할 때 경험하는 굴절률이 파장에 의존적이기 때문입니다. 결과적으로, 각기 다른 파장의 빛이 물방울을 떠날 때 서로 다른 경로를 따라 이동하며, 이 현상이 무지개의 다채로운 스펙트럼을 생성합니다. 또한, 무지개가 나타나는 또 다른 요소로는 내부 반사(internal reflection)가 있습니다. 빛이 물방울 내부에서 한 번 이상 반사되면서, 이 반사 과정에서 빛의 분산이 더욱 강조됩니다. 이러한 다중 반사는 무지개의 강도와 밝기를 증가시키는 역할을 합니다. 이런 광학적 원리를 심도 있게 다루는 "Optic (Eugene Hecht)"과 같은 책을 추천드립니다.
Q. 와이어가 버티는 힘은 어느정도인가요?
안녕하세요. 와이어의 인장 강도(tensile strength)는 와이어가 견딜 수 있는 최대 힘을 나타내며, 이는 와이어의 재질(material), 구조(structure), 제조 과정(manufacturing process)에 의해 결정됩니다. 와이어가 버틸 수 있는 최대 중량은 또한 해당 와이어의 직경(diameter)과 길이(length)에 크게 의존합니다. 예를 들어, 강철(steel)로 제작된 와이어는 일반적으로 높은 인장 강도를 가지며, 건축 구조물이나 엔지니어링 프로젝트에서 자주 사용됩니다. 와이어의 인장 강도는 해당 와이어가 어떠한 하중까지 견딜 수 있는지를 수치적으로 표현합니다. 이는 와이어가 실제로 견딜 수 있는 중량(kilograms or tons)으로 표현될 수 있으며, 이는 고려되어야 할 중요한 설계 요소입니다. 일반적인 강철 와이어는 몇 백 킬로그램에서 수 톤에 이르기까지 다양한 하중을 지탱할 수 있습니다. 구체적인 수치는 와이어의 직경과 재질에 따라 달라지며, 특별히 강화된 와이어는 더 높은 하중을 버틸 수 있습니다. 영화 촬영 현장에서 사용되는 와이어는 특히 안전과 관련된 엄격한 표준에 따라 선택됩니다. 이 와이어는 일반적으로 큰 하중을 견딜 수 있도록 설계되어 있으며, 동시에 충분한 유연성을 제공하여 다양한 동작을 안전하게 수행할 수 있도록 합니다. 와이어의 선택과 사용은 철저한 계획과 테스트를 통해 이루어져야 하며, 이는 장비의 안전성을 보장하는 결정적인 과정입니다.
Q. 맷집 vs 파워 어느쪾이 마지막에 이기게될까요 ?
안녕하세요. 맷집(내구성, toughness)과 파워(타격력, power) 사이의 대결은 다양한 요인에 의해 영향을 받습니다. 이러한 대결에서의 결과는 특정 상황에서 각각의 성질이 어떻게 작용하는지에 크게 좌우됩니다. 내구성이 높은 개체는 반복된 타격에 대한 저항력이 우수하여, 지속적인 공격에도 불구하고 견딜 수 있는 능력을 보유하고 있습니다. 반면, 높은 파워를 지닌 개체는 강력한 타격으로 상대를 신속하게 제압할 수 있는 잠재력을 갖추고 있습니다. 결과적으로, 상대의 전략(strategy), 신체적 조건(physical condition), 경기의 규칙(rules of the game)과 환경(environmental factors) 등이 결과에 결정적인 영향을 미칩니다. 예컨데, 맷집이 뛰어난 개체가 경기 초반에 파워 있는 공격을 견디어 내면서 상대의 에너지가 소진될 때까지 방어하는 전략을 사용할 수 있습니다. 이 경우, 상대의 에너지가 점차 감소함에 따라 맷집이 우세를 점할 수 있습니다. 반대로, 파워가 강한 개체가 초반에 결정적인 타격으로 경기를 빠르게 마무리 지을 수도 있습니다.
Q. 코안다 효과가 적용될 조건이 다로 있나요??
안녕하세요. 코안다 효과(coanda effect)는 유체(liquid or gas)가 인접한 곡면을 따라 흐를 때 나타나는 경향성을 설명하는 물리학적 현상으로, 유체의 점섬(viscosity) 및 표면 장력(surface tension)에 의해 주로 발생합니다. 이 현상은 특정 조건하에서 더욱 명확하게 관찰될 수 있으며, 유체역학(fluid dynamics)의 중요한 원리 중 하나입니다. 코안다 효과가 나타나기 위한 주요 조건 먼저, 유체의 점성은 코안다 효과의 발현에 중요한 역할을 합니다. 유체가 높은 점성을 가질수록, 표면에 더욱 밀착하여 흐르는 경향이 강해지기 때문입니다. 또, 곡면의 형태와 각도도 중요한 변수입니다. 유체가 곡면을 따라 흐를 때, 곡면의 형태가 유체의 흐름을 유도하고, 표면에 대한 접착력을 증가시킬 수 있어야 합니다. 유체의 속도와 흐름의 안전성은 코안다 효과를 관찰하는 데 있어 결정적인 요소로 작용합니다. 유체의 속도가 적절하게 유지되어야만 곡면을 따라서의 유동이 안정적으로 이루어질 수 있습니다. 이러한 조건들은 유체의 행동을 예측하고 제어하는 데 필수적인 요소이며, 이는 공학적 설계와 기술적 응용에 있어서 중대한 의미를 지닙니다. 예를 들어, 항공기 날개의 설계에서 코안다 효과를 이용하여 리프트(lift)를 증가시키고, 환경 공학에서는 배기 시스템의 효율을 최적화하는 데 사용됩니다.
Q. 물체의 평균속도와 순간속도는 어떻게 구할수 있나요?
안녕하세요. 속도는 물체의 위치 변화와 그에 따른 시간을 측정함으로써 정의되며, 이는 평균속도와 순간속도의 두 가지 형태로 나눌 수 있습니다. 평균속도는 일정 시간 동안 물체의 위치 변화량(변위)을 그 시간 간격으로 나눈 값으로 계산됩니다. 수학적으로 평균속도 v̅은 변위 Δx →를 시간 간격 Δt로 나눈 값으로 펴현됩니다 : v̅ → = Δx → / Δt 이 식에서 Δx →는 시작점에서 끝점까지의 직선 거리 및 방향을 나타내며, Δt는 해당 이동에 소요된 시간을 의미합니다. 반면, 순간속도는 물체가 특정 순간에 갖는 속도로, 물체의 위치 함수를 시간에 대해 미분하여 얻을 수 있습니다. 순간속도는 다음과 같이 정의됩니다 : v → = lim (Δt → 0) (Δx → / Δt) 위의 식에서 lim (Δt → 0)는 Δt가 0에 근접할 때의 극한을 나타내며, 이는 dx → / dt와 동일합니다. 이는 위치 벡터 Δx →(t)의 시간에 대한 도함수로, 물체의 순간속도를 나타냅니다.