Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 크록스를 물 있는 곳에서 신으면 왜 더 미끌거릴까요?
안녕하세요. 크록스는 주로 크로슬라이트(Croslite)라는 소재로 제작되며, 이는 발의 충격을 흡수하고 편안함을 제공하는 특성을 가지고 있습니다. 그러나 이 소재는 비나 물이 있는 매끄러운 표면에서는 마찰력이 현저히 감소할 수 있습니다. 신발 밑창의 표면 구조와 물리적 성질 때문에, 물과 접촉하면 물리적 마찰 계수가 낮아져 미끄러움이 발생합니다. 마찰력 감소의 주된 원인은 물이 신발과 지면 사이에 얇은 층을 형성하면서 '윤활 효과(lubrication effect)'를 일으키기 때문입니다. 이는 물이 마찰력을 감소시키는 작용을 하여, 신발이 지면에 제대로 접촉하지 못하게 하고 결과적으로 미끄러움을 유발합니다. 또한, 크록스의 밑창 디자인은 물을 효과적으로 배출하지 못할 수 있으며, 이는 습한 조건에서 미끄러움을 더욱 증가시키는 요인으로 작용합니다. 참고 문헌 : Journal of Applied Biomechanics 외 biomechanics or material science
Q. 렙틴은 어떤 역할을 하는 호르몬 인가요?
안녕하세요. 렙틴(leptin)은 주로 지방 세포(adipocytes)에서 분비되는 호르몬으로, 식욕 조절과 에너지 균형 유지에 중요한 역할을 합니다. 렙틴의 주된 기능은 ㅚ의 시상하부에 신호를 보내어 식욕을 억제하고 ,에너지 소비를 증가시키는 것입니다. 이 호르몬은 신체의 에너지 저장량을 반영하므로, 지방량이 많을수록 렙틴 분비량이 증가하여 식욕을 줄이고 대사 활동을 촉진시킵니다. 렙틴과 수면 부족과의 연관성에 대해서는 연구들이 보여주고 있습니다. 수면 부족은 렙틴 수치를 낮출 수 있습니다. 수면이 부족할 때 렙틴 수치가 감소하고, 그릴린(ghrelin)이라는 다른 호르몬의 수치는 증가하는 경향이 있습니다. 그릴린은 식욕을 촉진하는 호르몬으로, 렙틴의 반대 작용을 합니다. 결과적으로, 수면 부족은 렙틴 수치의 감소로 인해 증가된 식욕과 낮은 에너지 소비를 초래할 수 있으며, 이는 체중 증가로 이어질 수 있습니다. 이러한 연구 결과들은 렙틴과 수면 부족이 신체의 에너지 균형과 식욕 조절에 어떤 영향을 미치는지에 대한 중요한 통찰을 제공합니다. 이는 특히 현대 사회에서 흔히 볼 수 있는 수면 부족 문제와 비만 사이의 연관성을 이해하는데 도움이 됩니다.참고 문헌 : Endocrinology or Neuroscience, Williams Textbook of Endocrinology
Q. 위플볼을 던질 때 홈은 무슨 역할을 하나요
안녕하세요. 위플볼(whoffle ball)을 던질 때 홈이 있는 이유는 공기 저항을 통해 공의 움직임에 다양성을 부여하기 위함입니다. 홈이 공의 표면에 있는 경우, 공이 공중을 통과할 때 더 많은 공기 저항과 터뷸런스(air turbulence)를 만들어냅니다. 이러한 특성은 공의 궤적을 예측하기 어렵게 만들어 투수가 타자를 속이는데 유리하게 작용합니다. 사진에 보이는 경우 홈의 방향은 공의 회전과 공기 흐름에 영향을 주어, 공이 휘거나 드롭 및 라이징되는 등 다양한 방식으로 움직이게 합니다. (가) : 홈이 세로 상단에 배치되어 있어, 드롭성 공(=싱커)으로 전진하게 됩니다. (나) : 홈이 세로 하단에 배치되어 있어, 라이징 패스트볼 같은 상승성 공으로 전진하게 됩니다. (다) : 홈이 우측으로 기울어져 있어, 왼쪽으로 휘어가는 커브볼 또는 슬라이더 성으로 전진하게 됩니다. (라) : 홈이 좌측으로 기울어져 있어, 오른쪽으로 휘어가는 스크류볼 성으로 전진하게 됩니다. 오른손 투구 기준입니다.
Q. 빛의 입자와 빛의 갯수에 대해 궁금합니다.
안녕하세요. 빛의 입자인 광자(Photon)는 질량이 없지만, 에너지와 운동량을 가지고 있습니다. 아인슈타인(Einstein)의 상대성이론에 따르면, 광자는 E = hf의 관계를 가지며, 여기서 h는 플랑크 상수(Planck`s constant)이고, f는 빛의 주파수입니다. 광자의 운동량(p)은 p = E/c로 표현됩니다. 여기서 c는 빛의 속도입니다. 빛의 입자들이 같은 방향으로 향한다고 가정할 때, 1 그램의 추를 밀어내는데 필요한 광자의 수를 계산하려면, 먼저 광자 하나가 가진 운동량과 1 그램 질량의 물체에 작용해야 하는 총 운동량을 비교해야 합니다. 먼저, 빛의 파장을 특정 짓습니다. 일반적으로 가시광선의 중간 파장인 550 nm(나노미터)를 사용하는 것이 일반적입니다. 이 파장에 대한 빛의 주파수(f)는 다음과 같이 계산할 수 있습니다 : f = c/λ 여기서 λ는 파장이며, c는 빛의 속도(약 299,792,458 m/s)입니다. 이 주파수를 사용하여 광자 하나의 운동량을 계산할 수 있습니다 : p = hf / c = h / λ 이제, 1 그램의 추를 밀어내기 위해 필요한 총 운동량을 결정하려면, 먼저 이 추가 가지는 운동 에너지 또는 이를 밀어내기 위해 필요한 힘(운동량 변화)의 양을 설정해야 합니다. 이 운동량을 광자 하나의 운동량으로 나누어 줌으로써 필요한 광자의 수를 추정할 수 있습니다. 이 계산을 진행하기 위해 구체적인 수치(ex : 1 그램의 추에 작용해야 하는 힘)와 광자의 파장이 필요합니다. 정확한 계산을 위해 물리적 매개변수를 설정해주시면, 더 정밀한 답변을 제공할 수 있을 것 같습니다. 추가 매개변수가 있으시면 댓글로 써주시면 추가 답변 드릴꼐요.참고 문헌 : Modern Physics (Serway, Moses, Moyer),
Q. 일산화탄소는 어떻게 유해한지 궁금합니다.
안녕하세요. 일산화탄소(Carbon Monoxide ; CO)는 산소(Oxygen; O₂)와의 결합을 막아 세포에 필수적인 산소를 차단하는 가스로서 매우 유해합니다. 이 가스는 무색이며 무취로, 환경에서 쉽게 감지되지 않아 더욱 위험합니다. 일산화탄소가 헤모글로빈(Hemoglobin)과 결합하면 카복시헤모글로빈(Carboxyhemoglobin)을 형성하여 산소의 세포 내 운반을 심각하게 방해합니다. 이로 인해 조직의 산소 결핍 상태가 초래될 수 있습니다. 일산화탄소의 인체 영향은 노출 농도와 지속 시간에 따라 달라집니다. 예를 들어, 일산화탄소 농도가 1-70 ppm(parts per million) 범위일 때는 특별한 증상을 보이지 않을 수 있나, 70 ppm을 초과하는 농도에서는 두통, 어지러움 및 심장 문제와 같은 증상이 나타날 수 있습니다. 더 높은 농도에서는 심각한 두통, 현기증, 의식 저하와 같은 더욱 심각한 건강 문제를 일으킬 수 있으며, 200 ppm 이상에서는 생명을 위협할 수 있습니다. 특히, 400 ppm 이상의 농도에서는 몇 시간 내에 생명에 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다. 참고 문헌 : Chemistry: The Central Science (Brown, LeMay et al.)