Doctor of Public Health 전상훈입니다
물리
Q. 진동과 파동은 서로 다른 개념인가요?
안녕하세요. 진동(vibration)은 일정한 지점을 기준으로 물체가 주기적으로 왕복 운동을 하는 현상을 말합니다. 피아노로 예를 들어본다면 현이 타격을 받았을 때 양쪽으로 움직이며 진동하는 것이 이에 해당합니다. 진동은 주로 고체 내에서 발생하며, 이러한 운동은 그 물체 자체의 복원력과 관성에 의해 발생합니다. 다시 말하면, 물체가 외부로부터 힘을 받아 처음 위치에서 벗어났을 때, 복원력이 그 물체를 원래의 평형 위치로 되돌리려고 합니다. 그러나 관성의 효과로 인해 물체는 평형 위치를 지나쳐 반대 방향으로 이동하고, 이 과정이 반복되면서 주기적인 운동이 발생합니다. 이렇게 발생되는 운동을 진동의 발생이라 합니다. 파동(wave)은 진동이 매질을 통해 에너지의 형태로 전파되는 현상입니다. 파동은 진동의 에너지가 시간과 공간을 통해 이동할 때 발생합니다. 돌을 물에 던지면 물의 표면에서 원을 그리며 퍼져 나가는 물결이 파동의 예입니다. 파동은 매질을 필요로 하며, 그 매질을 통해 진동의 형태로 에너지가 전달 됩니다. 바꿔 이야기하면, 진동이 일어나는 물체가 매질과 접촉하면, 그 매질의 입자들도 진동하게 됩니다. 이렇게 각 입자의 진동이 인정한 입자로 전달되면서 파동이 매질을 통해 전파됩니다. 파동은 에너지 전달의 형태이며, 이 과정에서 매질 자체는 전체적으로 이동하지 않고, 에너지만이 이동합니다. 이처럼 진동은 파동을 발생시키는 근원적인 원인이며, 파동은 진동에 의해 에너지가 공간을 통해 전파되는 방법입니다. 두 현상은 서로 의존적이며 물리적 현상을 이해하는데 중요한 역할을 합니다.
생물·생명
Q. 나이가 들 수록 허리가 굽는 이유가 무엇인가요??
안녕하세요. 노인들이 허리가 굽는 현상은 나이가 들면서 척추와 관련된 여러 퇴행성 변화 때문입니다. 노인들은 골다공증으로 인해 척추 뼈가 약해지고, 이로 인해 뼈가 압박을 받아 변형되거나 쉽게 부러질 수 있습니다. 이러한 변형은 척추가 앞으로 굽는 현상을 초래할 수 있습니다. 척추 디스크의 퇴행도 노인들의 허리 굽음에 영향을 줍니다. 척추 사이의 디스크는 나이가 들면서 수분을 잃고 탄력성이 감소하며, 이로 인해 척추가 서로 가까워지고 굽게 될 수 있습니다. 나이가 들면서 척추를 지지하는 근육과 인대가 약해지고 탄력을 잃습니다. 이러한 약화는 척추가 제대로 지지되지 않게 하여 자세가 굽게 될 수 있습니다. 척추관 협착증과 같은 상태도 척추의 굽음을 촉진할 수 있습니다. 척추관이 좁아지면 신경을 압박하여 통증이 발생할 수 있으며, 이로 인해 사람들이 통증을 완화하기 위해 앞으로 굽은 자세를 취하게 됩니다. 이러한 변화들은 노화 과정의 일부로서, 적절한 신체 활동, 건강한 식습관, 필요한 경우의 의학적 치료를 통해 그 영향을 최소화할 수 있습니다. 정기적인 운동은 뼈와 근육을 강화시키고, 골다공증의 위험을 줄이는데 도움이 될 수 있습니다.
생물·생명
Q. 암탉은 어떻게 무정란을 낳을 수 있나요?
안녕하세요. 암탉이 숫닭 없이 알을 낳을 수 있는 것은 자연스러운 생물학적 과정입니다. 이 현상은 무정란(非精卵)을 낳는 것으로, 암탉은 정기적으로 알을 생산하고 낳을 수 있습니다. 이는 암탉의 생식 시스템이 숫닭의 수정 없이도 알을 형성하고 낳을 수 있도록 진화했기 때문입니다. 암탉의 생식주기에서 난소에서 성숙한 난자가 방출되어 난관을 통해 이동합니다. 이 과정 중에 숫탉과의 교배가 이루어지면 난자는 수정되어 유정란이 되고, 교배가 이루어지지 않으면 난자는 수정되지 않은 채로 무정란이 됩니다. 무정란은 외형적으로 유정란과 구분이 거의 없으며, 특별한 조건 없이도 자연적으로 형성됩니다. 이러한 무정란은 특히 농장에서 상업적으로 닭을 기를 때 흔히 볼 수 있으며, 상업적으로 파냄되는 대부분의 계란이 무정란입니다. 암탉은 숫닭의 존재와 무관하게 일정 주기로 알을 낳는 본능을 가지고 있습니다. 이는 암탉이 자신의 생식주기에 따라 호르몬의 변화와 함께 난자를 생산하고, 이 난자가 난관을 통과하면서 다양한 알의 구성 요소가 형성되기 때문입니다.
생물·생명
Q. 독사와 독이 없는 뱀은 왜 머리 모양이 다를까요?
안녕하세요. 독사와 독이 없는 뱀의 머리 모양이 다른 이유는 각 종의 생물학적 구조와 진화적 적응 때문입니다. 독사의 경우, 머리가 넓고 삼각형 형태인 것은 주로 뱀의 독샘과 독이 저장되는 공간이 머리에 위치하기 때문입니다. 독사의 턱 아래와 뒤쪽에 위치한 이 독샘은 비교적 크기 때문에 머리를 넓게 만들어 주는 역할을 합니다. 반면, 독이 없는 뱀은 이러한 독샘 구조가 없기 때문에 머리가 더 작고 둥근 형태를 유지하게 됩니다. 독사와 독이 없는 뱀의 머리 모양 차이는 각 종의 생존 전략과 밀접하게 관련이 있으며, 포식자로부터의 방어나 먹이를 사냥하는 방식에 영향을 미칩니다. 머리 모양 외에도 눈의 동공 형태에서도 차이를 볼 수 있습니다. 독사는 주로 수직으로 좁은 동공을 가지고 있는 반면, 독이 없는 뱀은 둥근 동공을 가집니다. 이러한 차이들은 뱀들이 각각의 환경에서 적응하면서 진화한 결과로, 각기 다른 생태계에서 생존하기 위한 물리적 특징으로 발달했습니다. 이런 특징들은 뱀을 식별할 때 중요한 단서를 제공하며, 야생에서 이들을 만났을 때 유용한 정보가 됩니다.
생물·생명
Q. 구름은 뭐에 영향으로 떠돌며 움직이는지요
안녕하세요. 구름이 하늘에서 움직이는 것은 주로 바람의 영향을 받기 때문입니다. 구름은 지구의 대기 중에 떠다니는 물방울이나 얼음 결정들로 이루어져 있으며, 이들이 대기 중의 바람에 의해 이동합니다. 바람은 지구의 회전, 태양에 의한 지표면의 가열 불균형, 지구 표면의 다양한 지형적 특성에 의해 생성되고 조절됩니다. 구름이 같은 자리에 머무는 것처럼 보이는 경우, 그 지역에서 바람이 거의 불지 않거나 매우 일정하게 불고 있을 때 발생할 수 있습니다. 또한, 구름의 이동과 형성은 대기 중의 온도와 습도, 주변의 기압 패턴 등 여러 기상 조건들에 의해서도 영향을 받습니다. 이러한 요소들은 구름이 어떻게, 언제, 어디로 이동할지 결정하는데 중요한 역할을 합니다. 따라서 구름의 움직임은 복잡한 대기 상황과 밀접하게 연관되어 있습니다.