Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 레이놀즈 수가 무엇이고 어떻게 구하는지 궁금합니다.
안녕하세요. 레이놀즈 수(Reynolds number ; Re)는 유체역학에서 유체의 흐름을 결정하는데 사용되는 무차원 수로, 유체의 점성과 관성의 상대적인 영향력을 나타냅니다. 이 수치는 특히 항공과학에서 중요한 역할을 하며, 풍동 실험(Wind tunnel testing)에서는 실제 비행 조건을 모사하기 위해 레이놀즈 수를 일정하게 유지하는 것이 요구됩니다. 이는 모델을 통해 얻은 데이터가 실제 비행 데이터와 일치하도록 하기 위함입니다. 레이놀즈 수를 계산하는 공식은 다음과 같습니다 : Re = ρvL / μ 여기서, ρ는 유체의 밀도(kg/m³), v는 유체의 속도(m/s), L은 대표적인 길이(m)를 나타내며, μ는 유체의 점성 계수(Pa·s)를 의미합니다. 유체의 흐름이 층류인지 난류인지를 구분하는 기준이 되며, 레이놀즈 수가 낮을 경우 유체의 흐름은 층류로, 높을 경우 난류로 나타나게 됩니다. 이러한 분류는 유체의 흐름을 예측하고 제어하는데 매우 중요한 요소로 작용합니다. 레이놀즈 수의 개념과 계산 방법은 항공 과학 뿐만 아니라 다양한 공학 분야에서 널리 활용되고 있으며, 그 기본 원리와 응용을 다루는 대표적인 인용 문헌으로는 Fluid Mechanics (Kundu, Cohen)이 있습니다.
Q. 자동차의 사이드 미러를 통해서 보이는 사물의 거리는 왜 다른가요?
안녕하세요. 자동차의 사이드 미러를 통해 보이는 사물의 거리가 실제보다 더 멀게 보이는 현상은 미러의 곡률 때문입니다. 일반적으로 자동차의 사이드 미러는 볼록 미러(convex mirror)로 만들어져 있습니다. 볼록 미러는 중심이 미러의 뒷면을 향하고 있는 돔 형태로 되어 있어, 미러에 반사되는 빛이 퍼지게 만듭니다. 이 볼록 미러의 특성 때문에, 반사되는 빛이 실제 사물의 위치보다 넓은 영역을 포괄하게 되어 사물이 실제보다 작게 보이게 됩니다. 사물이 작게 보이면 그 사물이 더 멀리 있어 보이는 효과가 생깁니다. 이는 운전자가 더 넓은 시야를 갖게 하여 사각지대를 줄이는데 도움을 줍니다. 그러나 이로 인해 사물이 실제보다 멀어 보이는 부작용도 발생하며, 이를 방지하기 위해 미러에는 종종 '미러에 비친 사물은 보이는 것보다 가깝습니다(외제차의 경우 -Objects in mirror are closer than they appear)'라는 경고 문구를 넣어두곤 합니다. 이 과학적 원리는 광학의 법칙에서 기인하며, 볼록 미러가 생성하는 가상 이미지(vitual image) 때문에 발생하는 현상입니다. 가상 이미지는 물체에서 나온 빛이 실제로는 교차하지 않지만 미러로 반사되어 눈으로 들어오는 빛의 연장선이 교차하는 점에 형성됩니다. 이러한 이미지는 실제보다 위치가 다르게 인지되어 사물의 실제 거리와는 차이가 있게 보이는 것입니다.
Q. 문득 궁금해져서 질문 합니다....
안녕하세요.목욕을 하는데 필요한 물의 양을 계산하는 것은 욕조의 크기와 물의 높이에 따라 결정됩니다. 욕조의 용량을 계산하기 위해서는 욕조의 크기와 원하는 물의 높이를 알아야 합니다. 가로, 세로, 물의 높이(깊이)를 곱한 다음, 그 결과를 1000으로 나누면 몇 리터의 물이 필요한지 알 수 있습니다. 이 때, 단위는 모두 센티미터(cm)이어야 하며, 결과는 리터(L)로 나타납니다. 가로가 170cm, 세로가 70cm인 욕조에서 물이 가슴 중간까지 올라오는 높이를 계산해 보겠습니다. 가슴 중간 높이를 대략적으로 40cm라고 가정해보았을때, 부피 = 길이 x 너비 x 높이 부피 = 170cm x 70cm x 40cm 부피 = 476,000 cm³ 1리터는 1,000 cm³ 이므로, 필요한 물의 양을 리터로 환산하면 : 물의 양 (리터) = 476,000 cm³ / 1000 = 476 리터따라서, 욕조를 가슴 높이까지 채우기 위해서는 약 476리터의 물이 필요합니다.
Q. 메타메리즘은 무엇이며 원리가 뭔가요?
안녕하세요. 메타메리즘(Metamerism)은 인간의 시각 시스템과 빛의 상호 작용을 통해 발생하는 복잡한 현상으로, 동일한 물체가 다른 광원 하에서 서로 다른 색으로 보이는 것을 말합니다. 이 현상은 인간이 색을 인지하는 방식과 밀접한 관련이 있습니다. 인간의 눈은 주로 세 종류의 색감지 세포(원추 세포)를 가지고 있으며, 각 세포는 빛의 특정 파장 범위에 반응합니다. 서로 다른 스펙트럼의 빛이 같은 색으로 보이게 만드는 조합이 가능한데, 이는 각기 다른 파장의 빛이 같은 방식으로 원추 세포를 자극하기 때문입니다. 메타메리즘의 발생 원리는 광원의 스펙트럼, 관찰자의 시각적 특성, 관찰 대상의 물리적 특성에 의해 영향을 받습니다. 같은 색상을 나타내는 물체라도, 광원에 따라 다르게 보이는 이유는 물체가 반사하는 빛의 스펙트럼이 광원의 스펙트럼에 따라 달라지기 때문입니다. 예를 들어, 자연광 아래에서 녹색으로 보이는 물체가 형광등 아래에서는 다르게 보일 수 있습니다. 이는 형광등이 자연광과는 다른 스펙트럼을 가지고 있어 물체에 의해 반사되는 빛의 성분이 변경되기 때문입니다. 메타메리즘을 이해하는 것은 인쇄, 페인트, 섬유, 디지털 디스플레이 산업 등 다양한 분야에서 중요합니다. 이는 색상의 일관성을 유지하려는 목표와 관련이 있으며, 제품이 다양한 환경에서 동일하게 보여야 하는 요구 사항을 축족시키기 위해 반드시 성립되어야 합니다. 이러한 맥락에서 메타메리즘은 색체 관리 시스템의 중요한 요소로 작용하며, 적절한 광원 및 재료 선택을 통해 최적의 색채 재현을 달성하기 위한 연구가 지속적으로 이루어지고 있습니다. 학술적 참고 문헌으로는 Color Science : Concept and Methods, Quantitative Data and Formulae 를 통해 메타메리즘의 물리적, 생리적 요인에 어떻게 영향을 받는지 더 심도 있는 내용을 확인할 수 있습니다.
Q. RPM 수치를 토크로 전환하는 방법은?
안녕하세요. RPM(Revolutions Per Minute)과 토크(Torque)는 기계적 출력과 관련하여 중요한 두 변수입니다. RPM은 엔진이나 다른 회전 장치의 회전 속도를 나타내며, 토크는 회전축을 중심으로 한 힘의 회전력을 의미합니다. 이 두 매개변수는 엔진의 성능과 효율을 평가하는데 자주 사용됩니다. RPM과 토크 사이의 관계는 엔진의 출력을 계산하는데 사용되며, 이는 다음과 같은 공식을 통해 이루어집니다 : Power (Watts) = Torque (Newton-meters) x Angular Velocity (Radians per second) 여기서 각속도는 RPM을 라디안/초 단위로 변환한 값입니다. RPM을 라디안/초로 변환하기 위해서는 다음과 같은 변환 공식을 사용합니다 : Angular Velocity (Radians per second) = RPM x 2π / 60 따라서, 토크는 다음과 같이 계산될 수 있습니다 : Torque (Newton-meters) = Power (Watts) / Angular Velocity (Radians per second)