Doctor of Public Health 전상훈입니다
물리
Q. 물탱크의수압의 값을 구해주세요..
안녕하세요. 물탱크의 수압을 계산하기 위해 베르누이 방정식을 사용하는 문제에서, 특정 지점에서의 유체(물)의 정적 압력을 찾고자 합니다. 베르누이 방정식은 유체의 흐름에 따른 에너지 보존을 나타내는 방정식으로, 일반적으로 이렇게 표현됩니다 : P + 1/2 ρ v² + ρ g h = constant 여기서, P는 압력(Pa), ρ는 유체의 밀도(kg/m³ , 물의 경우 약 1000 kg/m³), v는 유체의 속도(m/s), 탱크에서는 유체가 정지해 있으므로 0으로 가정, g는 중력 가속도(9.81 m/s²), h는 유체의 높이(m) 질문해주신 상황에서는 지상 100m에 위치한 물탱크의 정적 압력을 구해야 합니다. 물탱크가 정지해 있으므로 v = 0이며, 이로 인해 속도 헤드는 고려하지 않습니다. 그리고 지상에 있는 탱크이므로 h = 0로 설정할 수 있습니다. 따라서, 베르누이 방정식은 다음과 같이 간소화됩니다 : P = contrast - p g h 물탱크에서의 압력은 탱크 바닥에서의 수압을 의미하며, 이는 중력에 의해 영향을 받습니다. 높이 100m에서 바닥까지의 수압을 계산하면 : P = p g h P = 1000 x 9.81 x 100 P = 981,000 Pa 따라서, 100m 높이에 있는 100kg 물탱크의 수압은 대략 981,000 파스칼(Pa)입니다. 이 계산은 물탱크 내부의 물의 무게가 주어진 높이에서 물리적인 압력을 어떻게 발생시키는지를 보여줍니다. 베르누이 방정식의 적용을 통해 유체의 에너지 보존을 확인할 수 있으며, 이는 유체역학에서 중요한 원리 중 하나입니다.
생물·생명
Q. 잠수병은 발생하는 원인은 무엇이며 그 주요 증상은 어떤 게 있나요?
안녕하세요. 잠수병(Decompression sickness; DCS), 일면 '벤드증' 이라고도 불리는 이 질환은 잠수부가 높은 수압(수중 압력) 환경에서 신속히 수면으로 상승할 때 발생합니다. 이러한 질환의 발생 기전은 수압의 급격한 감소로 인해 체내에 용해된 질소와 같은 기체가 기포 형태로 전환되면서 생기는 것입니다. 이 기체 기포들이 혈관을 막거나 조직에 손상을 주게 되며, 이는 다양한 생리적 문제를 일으킬 수 있습니다. 잠수병의 주요 증상으로는 관절 통증, 어지러움, 호흡 곤란, 가슴 통증, 피로감, 시각 장애, 청각 문제, 의식 소실 등이 포함됩니다. 또한, 심각한 경우에는 마비나 쇼크 상태로 이어질 수 있으며, 치명적일 수 있습니다. 이 증상들은 잠수 후 몇 분에서 몇 시간 이내에 나타날 수 있으며, 적절한 치료를 받지 않으면 장기적인 손상이나 사망에 이를 수도 있습니다. 따라서, 잠수 활동 후에는 체계적인 감압 절차를 준수하는 것이 중요하며, 잠수병의 위험을 최소화하기 위해 적절한 잠수 교육과 안전 지침을 따르는 것이 필수적입니다. 만약 잠수병의 증상이 의심되는 경우, 즉시 의학적 평가를 받고 필요한 경우 고압 산소 요법(Hyperbaric oxygen therapy)을 통한 치료를 진행해야 합니다.
생물·생명
Q. 술을 먹고 자는 사람에게 모기가 몰리는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 술을 섭취한 이후 모기가 자주 유인되는 현상은 여러 생리학적 변화에 기인합니다. 술을 마시면 혈관이 확장되어 체온이 상승하고, 이는 모기가 열을 감지하는데 도움을 줍니다. 또한, 알코올의 대사 과정에서 증가하는 이산화탄소의 배출량은 모기가 이산화탄소 농도를 통해 숙주를 탐지하는 능력을 촉진시킵니다. 술을 마심으로써 피부를 통해 배출되는 알코올과 그 분해산물 역시 모기를 끌어들이는 효과적인 유인제로 작용할 수 있습니다. 이러한 복합적인 생체 신호들은 모기에게 강력한 유인 정보를 제공하며, 결과적으로 술을 섭취한 개체가 모기의 공격을 더 많이 받게 됩니다. 이는 특히 더운 날씨에 더욱 두드러지며, 술을 마신 후 야외 활동을 하는 경우 모기에 의한 물림 사례가 증가하는 경향이 있습니다.
생물·생명
Q. 모기는 날개를 1초에 몇번이나 움직이나요?
안녕하세요. 모기는 그 작은 몸짓에 비해 상당히 빠른 속도로 날개를 움직입니다. 일반적으로 모기는 초당 약 300에서 600번 정도 날개를 움직이는데, 이 빠른 날개짓이 바로 그 특유의 윙윙거리는 소리의 원인입니다. 특히, 암컷 모기의 날개짓 속도가 더 빠른 경향이 있으며, 이 소리는 수컷 모기가 암컷을 찾아가는데 중요한 역할을 합니다. 모기가 이렇게 빠르게 날개를 움직일 수 있는 것은 그들의 근육 구조와 날개의 작은 크기 때문입니다.
생물·생명
Q. 식물세포와 동물세포는 어떤 차이가 있을까요?
안녕하세요. 식물세포와 동물세포는 기본적으로 유사한 세포 기관들을 포함하고 있지만, 몇 가지 구조적이고 기능적인 차이가 있습니다. 이 차이들은 각각의 세포가 속한 생물의 생태와 생물학적 필요성에 의해 결정됩니다. 먼저, 세포벽의 유무입니다. 식물세포는 세포막 외부에 셀룰로오스로 구성된 세포벽을 가지고 있어 구조적인 견고함을 제공합니다. 이 세포벽은 식물이 물리적인 지지를 받고, 높은 수분 압력에도 견딜 수 있게 돕습니다. 반면에 동물세포는 세포벽이 없으며, 세포막만을 가지고 있는데, 이는 동물세포가 더 유연하고 다양한 형태를 가질 수 있게 합니다. 식물세포는 엽록체를 포함하고 있습니다. 엽록체는 광합성 과정에서 빛 에너지를 화학 에너지로 변환하는데 필수적인 세포 기관으로, 이를 통해 식물은 태양광을 에너지원으로 사용할 수 있습니다. 동물세포에는 엽록체가 없기 때문에, 동물은 외부에서 영양분을 섭취하여 에너지를 얻습니다. 끝으로, 중앙 진공공(central vacuole)의 존재입니다. 식물세포에는 종종 큰 중앙 진공공이 있어 세포 내의 수분을 조절하고, 노폐물을 저장하며, 세포 내 압력을 유지하는데 도움을 줍니다. 이 중앙 진공공은 세포가 물리적으로 팽창할 수 있게 하고, 생리적 환경을 안정화하는 역할을 합니다. 동물세포는 비교적 작은 진공공을 여럿 가지고 있거나 전혀 가지고 있지 않으며, 이들은 주로 수화나 노폐물 처리와 같은 역할을 합니다. 이외에도 미세한 차이들이 존재하지만, 위에서 언급한 세 가지 주요 차이점이 식물세포와 동물세포를 구별하는 가장 중요한 특성들입니다. 이러한 차이들은 각 세포 유형이 속한 생물의 생활 방식과 생존 전략에 깊이 연결되어 있습니다.