Doctor of Public Health 전상훈입니다
생물·생명
Q. 암컷에서 수컷으로 또는 수컷에서 암컷으로 성전환되는 동물이 있나요?
안녕하세요. 일부 동물 종에서는 생애 동안 성별 변화가 일어나나는 현상을 관찰할 수 있습니다. 이는 연속적인 양성생식(sequential hermaphroditism)이라 합니다. 이런 변화를 겪는 대표적인 동물은 어류입니다. 특히 환경요인, 사회적 계층, 생식 성공을 최대화하기 위한 필요에 의해 성전환이 이루어집니다. 성전환을 하는 대표적인 동물들로는 클라운피쉬와 라스가 있습니다. 클라운피쉬는 모두 수컷으로 태어나지만, 사회적 계층에 따라 성전환이 일어날 수 있습니다. 이들 중 지배적인 개체는 암컷으로 변하게 되는데, 이는 주로 번식할 수 잇는 유일한 암컷이 사망하엿을 때 발생합니다. 이러한 변화는 그룹 내에서 번식 체계를 효율적으로 유지하기 위해 이루어집니다. 라스 중 일부 종은 프로토기니어스(protogynous) 형태의 성전환을 보여줍니다. 즉, 암컷에서 수컷으로 변합니다. 이 변화는 주로 우세한 암컷이 수컷으로 전환하여 번식을 담당하게 될 때 관찰됩니다. 이러한 변화는 그룹 내에서 더 많은 생식 기회를 얻기 위해 발생합니다. 이와 같은 성전환은 해당 종의 생존과 번식 전략에 있어 매우 중요한 역할을 합니다. 생물학적으로 이러한 변화는 종의 유전적 다양성을 유지하고, 개체군의 생존 가능성을 높이는데 기여하며, 특히 번식 가능한 개체가 부족하거나 사회적 계층이 변화할 때 유리합니다. 이러한 과정은 자연 선택에 의해 진화한 결과로, 생태계 내에서 해당 종의 적응력을 강화시키는데 중요한 역할을 합니다.
물리
Q. 지레의 어떤 역할로 무거운 물건을 들수 있는건가요?
안녕하세요. 지레는 물리학에서 고전적인 단순 기계의 일종으로, 레버(lever)라고도 불립니다. 이 기계는 힘의 크기를 증폭시키거나 방향을 변경하는데 유용하게 사용됩니다. 지레의 기본적인 역할은 무거운 물체를 소요되는 힘보다 훨씬 적은 노력으로 들어올릴 수 있게 하는 것입니다. 이는 토크의 원리와 작용-반작용 법칙에 기반을 두고 있습니다. 지레의 핵심적인 구성 요소는 지지점(fulcrum), 힘의 작용점(point of effort), 부하의 작용점(point of load)입니다. 지레를 사용할 때, 지지점은 지레가 회전하는 축을 제공하며, 힘의 작용점은 사용자가 힘을 가하는 위치, 부하의 작용점은 무게나 부하가 적용되는 위치입니다. 토크(Torque)는 회전을 일으키는 힘으로, 힘과 그 힘이 작용하는 지점 사이의 거리(모멘트 암, moment arm)에 비례합니다. 토크를 계산해보면 : τ = r × F 여기서 τ는 토크, r는 모멘트 암의 길이, F는 힘입니다. 지레에서 무거운 물체를 들어올릴 때, 지레의 한쪽 끝에 적용된 힘에 의해 발생하는 토크와 물체의 무게에 의해 발생하는 토크가 균형을 이루어야 합니다. 지레의 효율성은 기계적 이점(mechanical advantage)으로 표현됩니다. 이는 힘의 작용점과 지지점 사이의 거리를 부하의 작용점과 지지점 사이의 거리로 나눈 값입니다. 기계적 이점이 클수록, 적은 힘으로 더 큰 부하를 들어올릴 수 있습니다. 지레를 사용하는 과정에서 에너지 보존 법칙도 중요한 역할을 합니다. 적용된 힘에 의해 수행된 일과 부하에 의해 수행된 일이 균형을 이루어야 합니다. 결론적으로, 지레는 힘의 방향을 바꾸고 크기를 증폭시켜, 사용자가 무거운 물체를 보다 수비게 들어올릴 수 있도록 하는 물리적 도구입니다. 이러한 원리는 건설, 기계공학, 일상 생활의 다양한 분야에서 응용되고 있습니다.
물리
Q. 공학에서 오사오입 설명 부탁드립니다
안녕하세요. 오사오입(Odd-Even Rounding 또는 Round Half to Even)은 반올림을 할 때 숫자가 정확히 중간값, 즉 .5에 위치할 때 사용하는 특별한 규칙입니다. 이 방법은 숫자의 마지막 자리가 5일 때 그 앞의 숫자가 짝수이면 내림을 하고, 홀수이면 올림을 하여 유효숫자를 결정하는 방식입니다. 이는 통계적으로 반올림의 결과가 한쪽으로 치우치는 것을 방지하고, 여러 숫자를 반복하여 반올림할 때 발생할 수 있는 오차를 최소화하기 위한 방법입니다. 예로 든 74.05의 경우 유효숫자 세 자리로 반올림을 해야 한다면, 74.05에서 세 번째 자리수는 소수점 두 번째 자리인 0입니다. 여기서는 반올림 대상 자리가 5가 아니기 때문에 오사오입 규칙을 적용할 필요가 없습니다. 반올림의 대상이 되는 0 다음의 숫자가 없으로 0은 변동 없이 유지되고, 74.05는 그대로 74.0 또는 단순히 74.1로 표기할 수 있습니다(소수점 아래 첫 번째 자리를 유지하기 위함). 오사오입 규칙은 반올림 대상 숫자 뒤에 다른 숫자가 더 있고 그 숫자가 5일 경우에 적용되는 것이 일반적입니다. 따라서 74.05를 세 자리 유효숫자로 반올림하는 경우, 추가적인 조치 없이 74.1로 표기하는 것이 적절합니다. 여기서 0은 내림하거나 올림할 필요가 없으므로, 주어진 숫자는 유효숫자 세 자리를 유지합니다.
생물·생명
Q. 쥐똥이 있었는데요. 없어졌어요..
안녕하세요. 가장 생각해볼 수 있는 가능성으론 다른 동물이나 곤충이 개입했을 가능성이 있습니다. 특히 일부 곤충이 쥐의 배설물을 소비했을 수 있습니다. 또, 쥐 스스로가 자신의 배설물을 옮긴 것일 수도 있습니다. 이는 포식자나 인간으로부터 자신의 흔적을 감추기 위한 본능적인 행동일 수 있으며, 특히 쥐약과 같은 위협이 인지되었을 때 이러한 행동은 더욱 두드러질 수 있습니다. 이는 생존 전략의 일환으로, 자신의 냄새 흔적을 최소화하여 포식자나 인간에게 추적당하지 않도록 하는 것입니다. 추가로, 쥐약을 섭취한 후 쥐가 자신의 배설물을 먹었을 가능성은 매우 낮습니다. 쥐약의 생리적 영향으로 인해 일반적으로 활동성이 감소하고, 식사 활동 같은 생리적 기능도 억제됩니다. 따라서 배설물이 사라진 이유는 쥐 스스로 흔적을 지웠거나, 다른 곤충이 소비한 것일 수 있습니다.
화학
Q. I3(-)는 극성분자 인가요 무극성분자 인가요?
안녕하세요. I₃⁻ (트라이오오다이드 이온)에 대해서 설명 드리겠습니다. 이 분자의 극성에 대한 이해는 기하학적 구조와 전체적인 전하 분포를 고려하여 설명할 수 있습니다. I₃⁻ 이온은 일반적으로 선형 구조를 가지며, 중심에 위치한 요오드 원자와 양쪽에 배치된 두 개의 요오드 원자로 구성됩니다. 이러한 선형 대칭 구조에서는 각 I - I 결합 사이의 전기 음성도 차이가 없기 때문에 이론적으로는 무극성으로 분류될 수 있습니다. 그러나, I₃⁻ 는 전체적으로 -1의 전하를 띠고 있습니다. 이와 같은 전하는 분자 전체에 고르게 분포되어 있으나, 전하가 존재한다는 사실 자체가 분자에 전기적 비대칭성을 일으킬 수 있습니다. 분자가 전하를 띠고 있으면, 이는 분자가 외부 전기장에 대해 상호 작용하는 경향이 있음을 의미합니다. 이러한 상호 작용은 분자의 전기적 속성을 나타내며, 따라서 I₃⁻ 는 극성 이온으로 간주될 수 있습니다. 결론적으로, I₃⁻ 는 기하학적 구조에 따라서는 무극성 분자의 특성을 보이지만, 전체적인 전하의 존재로 인해 극성 이온의 성질을 띱니다. 이러한 이중적인 특성은 분자의 전기적 속성과 외부 전기장과의 상호 작용에서 중요한 역할을 합니다. 따라서, I₃⁻ 는 기하학적으로는 무극성일 수 있지만, 전체적인 전하를 고려할 때 극성 이온으로 분류됩니다.