Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 속도의 개념에서 마하 음속 그리고 아음속이라는
안녕하세요. 속도를 설명할 때 '마하'라는 단위를 사용하는 것은 음속을 기준으로 한 측정 방법입니다. 음속은 소리가 공기 중을 전파하는 속도를 의미하며, 이 속도는 주변 환경의 온도와 압력에 따라 변할 수 있습니다. 대략적으로, 해수면에서의 음속은 시속 약 1,225 킬로미터입니다. 마하(Mach) 수치의 분류는, 먼저, 마하1은 음속과 동일한 속도를 말합니다. 아음속(subsonic)이란 음속보다 낮은 속도를 의미하며, 마하 0.8은 음속의 80%에 해당하는 속도입니다. 초음속(supersonic)은 음속을 초과하는 속도를 말합니다. 이는 다시 말하면 마하 1을 초과하는 속도입니다. 마하 1.2는 음속의 120%에 해당됩니다. 고초음속(hypersonic)이란 대개 마하 5 이상을 의미하며, 음속의 5배 이상의 속도입니다. 전투기나 미사일이 '마하 2'로 비행한다고 할 때, 이는 그 물체가 음속의 두 배, 즉 시속 약 2,450 킬로미터로 움직이고 있다는 것을 의미합니다. 이렇게 마하 수치를 통해 전투기나 미사일의 속도를 비교하고, 그 성능의 일부를 이해할 수 있습니다.
Q. 무ㅗㄴ 말인지 모르개ㅔㅆ오요!!!
안녕하세요. 문제에 제시된 상황은 지구의 P 지점에서 두 포탄 A와 B가 서로 다른 속도 Vᴬ와 Vᴮ로 수평 방향으로 발사되어 각각 원 궤도와 타원 궤도를 따라 운동하는 것과 관련이 있습니다. 이 시나리오는 포탄의 궤도 운동과 중력, 포탄의 속력이 어떻게 상호 작용하는지를 이해하는데 도움을 줍니다. ㄱ의 경우, 발사속력이 Vᴬ 보다 큰 경우 포탄이 지면에 도달하는 것은 일반적으로 사실과 다릅니다. Vᴬ가 원 궤도 운동에 필요한 속력이라면, 그보다 큰 속력 Vᴮ는 탈출 속도에 접근하거나 타원 궤도를형성하는 결과를 초래할 수 있습니다. 따라서 보기 ㄱ은 잘못된 설명입니다. ㄴ의 경우, 포탄을 충분히 빠른 속력으로 발사하면 포탄이 지구의 중력을 벗어나 지구에서 멀리 날아가게 된다는 설명입니다. 이는 정확한 설명으로, 충분히 높은 속력(탈출 속도 이상)은 지구의 중력을 벗어나 우주 공간으로 포탄을 보낼 수 있습니다. ㄷ의 경우, 포탄 B에 작용하는 중력의 최솟값이 포탄 A에 작용하는 중력의 크기보다 크다는 설명인데, 이는 타원궤도를 따라 움직일 때 포탄 B가 지구에 더 가까워질 수 있는 지점(근지점)에서 중력이 더 강하게 작용할 수 있기 때문에 올바른 설명일 수 있습니다. 하지만 이 설명은 포탄 B의 궤도와 지구와의 최소 거리가 포탄 A의 궤도보다 더 가까울 경우에만 적용됩니다.
Q. 총알이 심장을 관통해 죽게 된다면 인간은 어느 정도의 고통을 느끼면서 죽는 건가요?
안녕하세요. 총알에 의해 심장 관통 사고는 급격한 내부 출혈과 함께 심각한 조직 손상을 동반하며, 이로 인한 생리적 반응은 심폐 기능의 급격한 저하를 초래합니다. 이러한 유형의 상해로 인해 발생하는 통증은 강렬하고 순간적일 수 있으나 ,심장과 주요 혈관의 파열로 인해 혈압이 급격히 하락하면서 의식 상실이 매우 빠르게 일어날 수 있어, 실제로 통증을 인식하는 시간은 매우 짧을 수 있습니다. 이는 심장을 관통하는 총상이 생명을 위협하는 매우 심각한 상황임을 의미하며, 통증 관리나 응급처치에 있어서도 즉각적인 조치가 필수적입니다. 다른 죽음의 원인들과 비교했을 때, 심장을 관통하는 총상으로 인한 죽음은 사고 발생 후 몇 분 이내에 사망에 이를 수 있기 때문에, 다른 사고나 질병으로 인한 죽음과는 그 경험하는 과정이 매우 다릅니다. 예를 들어, 만성 질환에 의한 죽음은 장기간의 질병 과정을 거치며 발생하고, 때로는 통증 관리와 같은 완화 치료를 통해 증상을 완화시킬 수 있는 반면, 총상 사고는 그러한 기회가 매우 제한적일 수 있습니다.
Q. 얼어 있는 음식을 전자렌지로 데울 때 오래 걸리는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 전자레인지를 이용한 음식의 가열 과정에서 발생하는 시간 지연과 가열 불균형 현상은 주로 마이크로파의 특성과 얼음의 물리적 상태 변화에 기인합니다. 마이크로파는 전자기파의 일종으로, 물 분자에 흡수되어 분자의 진동을 유발하고 이로 인해 발생하는 마찰열을 통해 음식을 가열합니다. 얼어 있는 음식을 데울 때는 얼음의 상태에서 물로의 상태 변화가 필요한데, 이 과정에서 필요한 잠열(latent heat)은 상당히 많은 에너지를 요구하므로 가열 시간이 길어집니다. 얼음은 물에 비해 마이크리포랄 덜 흡수하기 때문에, 얼음에서 물로 변환되는 과정 자체가 에너지 소모적이며 시간 소모적입니다. 또한, 전자레인지 내에서 마이크로파의 분포가 균일하지 않기 때문에 음식의 특정 부분은 다른 부분보다 더 빠르게 또는 더 많이 가열될 수 있습니다. 이는 전자레인지 내부에서 마이크로파가 생성되는 위치와 반사되어 발생하는 간섭 패턴 때문입니다. 음식의 형태와 조리 용기의 위치에 따라 마이크로파의 간섭과 집중이 달라져 가열이 불균일하게 발생하며, 이로 인해 일부는 과열되고 일부는 덜 가열되는 현상이 발생합니다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해서는 음식을 자주 저어주거나, 전자레인지 내의 회전 접시를 활용하여 마이크로파의 노출을 최대한 균일하게 하는 것이 중요합니다.
Q. 자율신경계의 신경절 이전 뉴런은 말이집신경, 이후 뉴런은 민말이집 신경으로 표현되는 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 자율신경계 내의 신경절 이전 뉴런과 신경절 이후 뉴런의 명명법은 그들이 위치한 신경계 내의 구조적 배치와 기능적 특징을 반영합니다. 신경절 이전 뉴런을 말이집신경(preganglionic neuron)이라고 부르는 것은 이 뉴런들이 중추신경계에서 시작하여 신경절에 이르기 전까지의 위치에서 기능하기 때문입니다. 이들은 일반적으로 상대적으로 짧은 축삭을 가지며, 신경절 내의 신경절 이후 뉴런과 시냅스를 형성합니다. 반면에, 신경절 이후 뉴런을 민말이집신경(porstganglionic neuron)이라 부르는 것은 이 뉴런들이 신경절에서 시작하여 표적 기관으로 신호를 전달하는 역할을 수행하기 때문입니다. 이들 뉴런의 축삭은 신경절 이전 뉴런에 비해 상대적으로 길며, 표적 기관의 세포들과 시냅스를 형성하여 신경 전달 물질을 방출합니다. 이와 같은 구분은 자율신경계의 복잡한 신경 전달 메커니즘을 이해하는데 중요한 기초를 제공하며, 자율신경계의 정교한 조절 메커니즘을 효과적으로 설명할 수 있도록 돕습니다. 신경절 이전과 신경절 이후 뉴런 사이의 상호작용은 자율신경계의 전반적인 기능과 효율성을 결정하는데 중요한 역할을 하며, 이들 간의 연결 구조와 신호 전달 과정은 생체의 홈오스타시스(homeostasis) 유지에 필수적입니다.