Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 구리로 된 파이프를 세로로 세우고 자석을 그 곳으로 통과 시키면 자석이 떨어지는 속도가 느려지던데, 이것은 어떤현상인가요?
안녕하세요. 구리 파이프를 통해 자석이 떨어질 때 속도가 느려지는 현상은 렌츠의 법칙에 의해 설명됩니다. 렌츠의 법칙은 1834년에 헤인리히 렌츠에 의해 처음 제안되었습니다. 이 법칙은 변화하는 자기장 내에 있는 폐회로에서 유도되는 전류의 방향이 원래의 장기장 변화를 반대로 작용하여 억제하려는 방향으로 흐른다는 것을 말합니다. 자석이 구리 파이프를 통과할 때, 자석의 낙하로 인해 주변의 자기장이 변화합니다. 구리는 전기 전도성이 좋은 금속이므로, 이 변화하는 자기장은 구리 파이프 내부에 원형의 전기 전류(유도 전류)를 생성합니다. 이 유도 전류는 자기장을 생성하고, 렌츠의 법칙에 따라 원래 자석의 운동을 느리게 하려는 방향으로 작용합니다. 이 유도 전류가 생성하는 자기장은 자석의 낙하 속도를 감소시키는 방향으로 작용합니다. 즉, 자석이 떨어지면서 생성되는 자기장의 변화를 억제하려는 유도 전류가 자석을 느리게 하는 역효과를 나타냅니다. 이 과정에서 자석과 구리 사이에는 직접적인 접촉이 없음에도 불구하고, 전자기적 상호작용을 통해 자석의 운동이 느려집니다. 이 현상은 전자기 유도와 관련된 학문적 연구나 교육에서 중요한 실험적 증거로 사용됩니다. 또한, 이 원리는 전자기 브레이크, 자기 부상 기술, 특정 유형의 전기 발전기 및 변압기 설계에서도 응용됩니다.
Q. 화학 실험에서 정밀도% 수치가 낮을수록 신뢰성이 높은건가요?
안녕하세요. 실험 A의 정밀도 범위가 2.13%에서 6.21%인 경우 이 실험은 반복 측정 간 일관성이 상대적으로 낮음을 의미하며, 결과 간에 더 큰 편차가 있습니다. 실험 B의 정밀도가 1%라면 이 실험은 매우 일관된 결과를 보여주며, 반복 실험 결과가 서로 매우 가깝게 나타난다는 것을 의미합니다. 따라서, 재현성 측면에서 실험B가 훨씬 높기 때문에 논문의 영역 대상 및 방법 부분이라던지 전반적인 결과에 대한 고찰에서 신뢰성이 더 높은 실험이라고 볼 수 있습니다. 실험의 정밀도가 높다는건 바꿔이야기하면 실험 방법이 잘 제어되고있다는 것을 말하기도 합니다.
Q. 손이 차가워지면 왜 움직이기가 불편해지는건가요?
안녕하세요. 차가운 환경에 노출되면 몸은 체온을 유지하기 위해 피부로 가는 혈류를 줄이기 위해 말초 혈관을 수축시킵니다. 이 과정을 혈관 수축(vasoconstriction)이라고 합니다. 손과 발 같은 말초 부위의 혈관이 수축하면, 혈액 순환량이 감소하여 피부와 조직에 산소와 영양분의 공급이 줄어듭니다. 결과적으로, 손의 온도가 떨어지고, 조직의 대사 활동이 느려집니다. 온도가 낮아지면 신경 섬유에서의 전기적 신호 전달 속도도 느려집니다. 신경 세포의 활동은 온도에 매우 민감하며, 낮은 온도는 세포 막의 유동성을 감소시켜 신경 전달물질의 방출과 재흡수 속도를 늦춥니다. 이로 인해 손의 감각과 운동 조정 능력이 저하되며, 반응 시간이 길어지고 정교한 동작이 어려워집니다. 근육의 온도가 내려가면, 근육 수축과 이완에 필요한 효소 활동이 느려집니다. 근육 섬유의 반응성이 감소하고, 근육의 강도와 지구력이 저하됩니다. 이는 손의 민첩성과 힘을 줄여 움직임을 더욱 불편하게 만듭니다.
Q. 우주선이 우주에서 앞으로 갈때 마찰 같은것은 없는건가요?
안녕하세요. 우주 공간에서 우주선이 한 번 가속하면, 거의 완벽한 진공 상태에서는 거의 마찰이 없기 때문에, 우주선은 외부 힘이 작용하지 않는 한 그 속도를 유지하며 계속해서 움직입니다. 이는 뉴턴의 제 1법칙, 관성의 법칙에 따른 것입니다. 관성의 법칙은 외부 힘이 작용하지 않는 한, 정지해 있는 물체는 계속 정지해 있고, 움직이는 물체는 계속 움직인다고 설명합니다. 비록 우주는 거의 완벽한 진공 상태이지만, 완전한 진공은 아니며 극히 미세한 입자들이 존재합니다. 우주선이 이들 미세 입자들과 충돌할 때 극미한 저항을 경험할 수 있습니다. 또한, 우주선은 태양풍과 같은 우주 날씨 현상에 의해 영향을 받을 수도 있습니다. 이러한 요인들은 우주선의 속도에 아주 미세한 변화를 줄 수 있습니다. 우주선의 운동에 관한 이러한 이해는 기본적인 물리학 원리와 우주 과학의 연구를 통해 설명드렸습니다. Fundamentals of Physics (Halliday and Resnick)과 같은 책에서 윗 문단의 내용들에 대한 자세한 설명이 있으니 더 관심이 있으시면 읽어보시길 권장해드립니다.
Q. 뇌간 손상된 사람이 카페인을 마셔도 되나요
안녕하세요. 뇌간 손상을 경험한 사람이 카페인을 섭취하는 것은 주의가 필요할 수 있습니다. 뇌간 손상을 입은 환자의 경우, 카페인의 자극적 특성이 신체의 기본 기능 조절에 부정적 영향을 미칠 가능성이 있습니다. 카페인은 혈압과 심장 박동 수를 증가시킬 수 있으며, 이는 뇌간이 손상된 환자에게 추가적인 스트레스를 가할 수 있습니다. 또한, 카페인은 수면 패턴을 방해할 수 있으며, 충분한 휴식은 뇌 회복 과정에서 매우 중요합니다. 따라서, 뇌간 손상을 경험한 환자가 카페인을 섭취하기 전에는 주치의와 상담을 하고 음용하시길 추천드립니다. 모든 뇌간 환자의 손상과 재활 여부가 다 똑같지 않기 때문에, 환자 개개인의 상태에 따라 카페인이 미칠 수 있는 잠재적 영향을 고려하여 음용해야 합니다.