Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 한밤중에 고요한데 가끔씩 삐걱거리는 소리가 나는 이유가 무엇일까요?
안녕하세요. 한밤 중에 갑자기 삐걱거리는 소리는 집안의 여러 요소에서 발생할 수 있습니다. 대부분은 자연스러운 현상으로 설명이 됩니다. 가장 흔하게 일어나는 일은 온도 변화가 주요 원인 입니다. 밤에 온도가 떨어짐에 따라, 집안의 목재 구조물이나 바닥재, 욕실이나 부엌의 타일 등이 수축하게 됩니다. 이러한 수축 과정에서 목재 또는 다른 재료들이 마찰하거나 약간씩 움직이면서 삐걱거리는 소리를 낼 수 있습니다. 타일의 경우 터져나가는 경우도 있습니다. 외부의 타일은 괜찮지만, 내부의 타일이 그런 작용을 일으키는 경우도 흔하게 있습니다. 또, 기계적 원인도 고려해 볼 수 있습니다. 난방 시스템이나 물 파이프, 환기 시스템 등이 작동하면서 발생하는 소리일 수 있습니다. 이들 시스템은 확장과 수축을 반복하거나 작동 과정에서 진동을 일으키기 때문에 삐걱거리는 소리가 날 수 있습니다.
Q. 지렛대의 원리에서 힘을 증가시키기 위한 조건이 무엇인가요?
안녕하세요. 지렛대는 힘의 작용을 최적화하기 위해 물리적 원리를 활용하는 도구입니다. 이 기계의 효율성은 지렛대의 길이와 지지점의 위치에 의해 결정됩니다. 힘을 증가시키기 위해서는 작용점에서 지지점까지의 거리를 최대화하고, 반대로 부하점에서 지지점까지의 거리를 최소화해야 합니다. 이러한 구성은 토크(Torque, 회전력)를 증가시키는 데 중요하며, 토크는 레버 암(Lever arm, 지렛대의 팔)의 길이와 그 팔에 작용하는 힘의 곱으로 계산됩니다. 지렛대의 효율적 사용은 주로 건설, 기계공학, 일상 도구에서 볼 수 있으며, 이는 물리학의 기본 원리를 이용하여 인간의 노동을 경감시키고 작업 효율을 증가시키는데 기여합니다. 예를 들어, 건설 현장에서는 크레인과 같은 지렛대 기반의 장비를 사용하여 중량물을 쉽게 이동할 수 있으며, 자동차 수리에서는 지렛대의 원리를 이용한 잭을 사용하여 차량을 들어올립니다.
Q. 해열제의 원리는 어떻게 되는 것일까요?
안녕하세요. 해열제의 주된 성분은 아세트아미노펜(타이레놀)과 이부프로펜(부르펜)이 있습니다. 아세트아미노펜은 중추신경계에서 작용하여 체온을 조절하는 뇌의 영역인 시상하부에 영향을 미칩니다. 아세트아미노펜은 특히 프로스타글란딘의 생성을 억제하여 열 생성을 줄입니다. 프로스타글란딘은 염증 반응 또는 감염에 대응하여 체온을 상승시키는 물질로, 아세트아미노펜에 의해 그 합성이 억제됨으로써 체온이 정상으로 조절될 수 있습니다. 이부프로펜은 비스테로이드성 항염증제(NSAID)로 분류되며, 염증을 유발하는 효소인 사이클로옥시게나제(COX)를 억제함으로써 작용합니다. 이부프로펜은 COX-1과 COX-2 두 효소를 모두 억제하는데, 이 효소들은 프로스타글란딘의 생산을 촉진하여 염증과 통증, 발열을 일으킵니다. 이부프로펜에 의한 COX의 억제는 프로스타글란딘 수준을 낮추어 염증 반응과 연관된 발열을 감소시킵니다. 두 약물 모두 열을 낮추는 주된 메커니즘은 프로스타글란딘의 합성 억제를 통한 것으로, 이는 열을 조절하는 시상하부의 설정을 낮추어 정상 체온으로 돌아갈 수 있게 합니다. 각 해열제의 작용은 미묘하게 다르나, 기본적으로는 체온을 상승시키는 생화학적 경로를 억제하여 발열을 완화시키는 역할을 합니다.
Q. 서리, 이슬, 안개는 각각 무엇인가요? 또한 어떤 차이점이 있나요?
안녕하세요. 서리, 이슬, 안개는 모두 대기 중의 수분이 냉각되어 발생하는 자연 현상입니다. 서리는 대기 중의 수증기가 물체의 표면에서 직접 얼어붙어 형성됩니다. 밤 동안 지표면 근처의 온도가 노점 아래로 떨어지면, 수증기는 액체 상태를 거치지 않고 곧바로 고체 상태인 얼음으로 변화합니다. 이 현상은 주로 차가운 밤에 맑은 하늘 아래에서 발생하며, 온도가 빠르게 내려가 지표면이 서리로 덮이게 됩니다. 이슬은 밤 사이에 대기 중의 수증기가 물체 표면에서 응결되어 작은 물방울로 형성되는 현상입니다. 이는 주변 온도가 노점에 도달하면 발생하며, 이슬점은 공기 중의 수증기가 포화 상태에 이르러 더 이상 공기 중에 머물 수 없을 때 형성되는 온도를 말합니다. 이슬은 주로 아침에 풀밭이나 차량의 유리창 등에서 관찰됩니다. 안개는 지표면 근처의 공기가 냉각되어 대기 중의 수증기가 미세한 물방울로 응결될 때 형성되는 현상으로, 공기가충분히 냉각되어 그 온도가 노점에 이르렀을 때 발생합니다. 안개는 시야를 제한할 정도로 공기 중에 물방울이 많이 포함되어 있으며, 주로 새벽이나 저녁 후에 형성됩니다.
Q. 멘델의 법칙이 유전적 변이와 어떻게 관련이 있는지 아시나요?
안녕하세요. 그레고어 멘델의 유전 법칙은 생물학적 유전의 기본적인 과정들을 규명함으로써 유전적 변이의 형성에 기초적인 이해를 제공하고 있습니다. 멘델은 완두콩을 대상으로 한 실험을 통해, 개체가 갖는 유전적 특성이 세대를 거쳐 어떻게 전달되는지를 체계적으로 관찰하였고, 이 연구에서 도출된 주요 원리는 분리의 법칙, 독립 분리의 법칙, 우성의 법칙이 있습니다. 분리의 법칙은 개체가 갖는 각 유전자 쌍 중 한 개만이 생식 세포에 포함되어 자손에게 전달된다는 것을 설명합니다. 이는 유전적 정보가 감수분열 과정에서 대립유전자 간에 일어나는 분리를 통해 다음 세대로 전달됨을 의미하며, 이 과정에서의 무작위성은 유전적 다양성을 증가시키는 주된 요인 중 하나입니다. 독립 분리의 법칙은 서로 다른 유전자 쌍이 개별적으로 분리되어 감수분열을 통해 생식 세포에 포함된다는 원칙을 밝힙니다. 이 법칙은 유전적 조합의 다양성을 크게 증진시키며, 특정 유전자의 독립적인 분리는 복합적인 특성이 개별적으로 유전될 수 있게 합니다. 우성의 법칙은 두 대립 유전자 중 하나가 다른 하나보다 우성을 나타낼 때, 우성 유전자가 표현형으로 나타나고 열성 유전자는 숨겨진다는 내용을 포함합니다. 이 원칙은 유전적 표현의 다양성을 이해하는 데 중요하며, 우성과 열성의 패턴은 개체의 생물학적 특성과 직접적으로 관련됩니다.