안녕하세요. 박준혁 전문가입니다.
전기·전자
Q. 중2 과학 전기회로에서의 저항의 크기가 궁금합니다
안녕하세요. 박준혁 과학전문가입니다.I=V/R, 즉 R=V/I 입니다.병렬저항에서 각 저항에 걸리는 전류의 합은 병렬 회로전체와 동일하니, I1 +I2 =I 관계를 세울 수 있을 것입니다.하지만 병렬구조에서 두 저항에 걸리는 전압은 동일하므로 V = V1 = V2 입니다.따라서,V/R = V1/R1 + V2/R2 관계가 되고,V를 나눠주면,1/R = 1/R1 + 1/R2 관계를 확인할 수 있습니다. 전압은 전기적 위상차(전위차)이므로 저항 양 끝의 위상만 달라지고, 전선으로만 연결된 부위는 동일합니다.감사합니다.
토목공학
Q. 부력과 밀도는 수학적으로 어떻게 연결되어 있나요?
안녕하세요. 박준혁 과학전문가입니다.P2는 밑에서 위로 작용하는 수압을 말하고,P1은 위에서 물의 무게 만큼 누르는 중력을 계산하는 것입니다.결국 부력은 근본적으로, 담겨있는 유체에 물체가 해당하는 공간만큼 중력에 순응하여 침범하므로서 그만큼 유체를 물체가 잠긴만큼 위로 밀어 올려서 중력을 상쇄하는 힘입니다.중력으로 인해 발생하는 부수적인 현상인 것 입니다.1. P2 위치에서 물체 바로 아래가 아니라 그 옆의 유체는 h1+h2 높이 만큼의 물을 떠받들고 있습니다.수압은 사방으로 고르게 작용하므로, 마찬가지로 원기둥 아래의 물도 위로 그만큼 압력을 주고 있다고 할 수 있습니다.2. 마찬가지로, 부력은 원리적으로 대상 물체의 무게는 전혀 개입하지 않고 부피만 중요합니다.부력을 유도하는 식을 수압으로 계산해서 받아들이기엔 어려운 부분이 있는데요, 단순하게 본다면, 물체가 잠기는만큼 물이 밀어올려지는 것으로 볼 수 있기 때문에, 물체의 부피만큼을 최대 한도로 물을 반대편에 올릴 수 있는 양팔저울처럼 생각하면 이해하기 쉬울 것입니다.물체의 밀도가 물보다 낮다면, 적은 양의 물로도 양팔저울의 균형을 맞출 수 있을 것입니다.하지만, 물체의 밀도가 물보다 높다면, 물체의 부피만큼 물을 올려도 양팔저울은 기울고 말 것입니다.3. 가열된 기체분자는 더 활발히 운동하여 각 분자간 거리가 멀어집니다. 기체 덩어리로 볼 때 기존보다 팽창하고, 주변보다 밀도가 낮아져서 상승합니다. 감사합니다.
화학공학
Q. 나일론은 극성인가요 아니면 무극성인가요??
안녕하세요. 박준혁 과학전문가입니다.hexamethylene diamine과 adipoyl chloride 합성을 통해 실험하셨으니 결과물은 nylon 6,6으로 예상됩니다.관련 사이트를 소개해드리겠습니다.https://pslc.ws/macrog/nylon.htm비록, 실험상 두 물질의 경계면에 존재하는 나일론이지만, 결과물인 nylon 6,6는 단위체 가운데에 amide group을 가진 polyamide 에 속하는 물질이고, 그 amide 그룹이 상당히 강한 극성이며, 서로 수소결합을 형성할 수 있습니다.그래서 hydrophilic 한 섬유이며, polar polymer 입니다.
생물·생명
Q. 바이러스에도 DNA가 있나요?
안녕하세요. 박준혁 과학전문가입니다.바이러스는 바이러스 몸체와 유전물질로 구성이 되어있습니다.바이러스는 자가복제를 스스로 하지 못하고, 숙주의 복제 시스템을 활용하여 복제를 합니다.복제 시스템을 활용하기 위해서 가지고 있는 유전물질에 따라 종류를 분류할 수도 있습니다.유전물질로서 RNA를 가지고 있으면 RNA 바이러스, DNA를 가지고 있으면 DNA 바이러스라고 할 수 있습니다.아데노 바이러스가 DNA 바이러스로 분류되는것으로 보이고,코로나 바이러스는 RNA 바이러스로 분류됩니다.이런 유전 물질을 갖고 있기 때문에 유전자 증폭 방법인 PCR을 이용해서 코로나를 진단할 수 있는 것 입니다.
생물·생명
Q. 굶어 죽는것이 자의로 가능 한가여?
안녕하세요. 박준혁 과학전문가입니다.눈 앞에 먹을게 있지만 안 먹는다는 점에서 거식증 관련으로 알려드리겠습니다.2020년도 동아일보 기사 하나를 소개해드리겠습니다.거식증을 앓고 있는 유명 인플루언서의 사망에 관련된 기사입니다.https://www.donga.com/news/Inter/article/all/20201223/104607901/2사망 원인은 섭식 장애가 초래한 ‘순환계 장애로 인한 심장 마비’라고 합니다.2일의 휴가 동안 커피 두 잔만 마셨다고 합니다. 거식증은 음식 섭취 및 살찍는 것에 공포를 느끼는 질병으로 눈 앞에 먹을게 있지만 밥을 먹지 못하는 상태로 보입니다.거식증에 대해 다룬 이데일리 기사를 하나 참고하자면, 1995년 미국 정신의학 저널의 '신경성 식욕부진증의 사망률' 연구에 따르면, 거식증으로 인한 사망률은 5.9%로 그 중 절반정도는 합병증 때문이라고 합니다.더 나아가서, 거식증은 신체·정신적으로 이상을 느껴도 스스로 ‘브레이크’를 걸기가 쉽지 않다고합니다. (https://www.edaily.co.kr/news/read?newsId=02043446635548240&mediaCodeNo=257)감사합니다.
기계공학
Q. BCA assay를 할 때 plate 아랫면을 만지면 안되는 이유는?
안녕하세요. 박준혁 과학전문가입니다.BCA assay 한 결과를 plate reader 기기를 이용해서 빛으로 읽을 텐데 아랫면을 손으로 만지면 지문 때문에 값에 오류가 생길 수 있기 때문으로 보입니다. 좋은 하루 되시길 바랍니다.
화학
Q. 빛의 삼원색을 합치면 왜 흰색이 되는건가요?
안녕하세요. 박준혁 과학전문가입니다.우리가 색을 인식하는 것은 눈 내부에 있는 망막의 원추세포가 담당합니다.원추세포는 세가지 종류가 있으며, 각각 노랑~녹색, 녹색~청록, 파랑~보라, 범위 대의 빛에 민감합니다. 삼원색을 RGB라 하는 것은 해당하는 세가지 색을 잘 조합하면 원추세포를 골고루 자극하여 다양한 빛으로 느끼게 할 수 있기 때문입니다.실제로 프리즘을 통해 스펙트럼으로 분리하면 섞어서 보이는 노란빛과 단일 파장 노란빛은 결과가 다르게 보일 것입니다.색을 인식하는 것은, 물체에 들어간 빛 중 다시 되돌아와서 우리 눈에 보이는 빛의 색을 우리가 인식하는 것입니다.따라서, 일반적으로 색을 결정하는 것은 물체가 흡수하여 다시 되돌아가지 못하게 하는 빛의 색에 의해 결정됩니다.색소를 섞으면 흡수하는 빛의 파장 종류가 늘어나서 점점 되돌아갈 수 있는 빛의 종류가 줄어드니 어두워지는 것입니다.반대로 빛을 섞으면, 우리 눈에 들어오는 빛의 종류가 늘어나니, 세가지 원추세포가 더 골고루 자극되어 밝게 보일 수 있을 것입니다.궁금증이 해결되었으면 좋겠습니다. 감사합니다.
지구과학·천문우주
Q. 번개라는 현상의 원리는 어떻게 되나요?
안녕하세요. 박준혁 과학전문가입니다.번개에 대한 전문가는 아니지만, 관련 논문을 하나 간단하게 소개해드리겠습니다.The physics of lightning. 번개의 물리학 논문입니다. https://doi.org/10.1016/j.physrep.2013.09.004해당 논문의 번개가 어떻게 시작되는지에 대해 다룬 세번째 항목을 요약해드리겠습니다."The problem of how lightning is initiated inside thunderclouds is not only one of the biggest unsolved problems in lightning physics."-> 미해결 난제라는 뜻입니다."Let us begin by defining precisely what we mean by lightning initiation."번개가 어떻게 시작하는지를 정확하게 정의하는 것으로 시작하겠습니다."We define lightning initiation inside thunderclouds as the processes that lead up to the creation of a propagating hot leader channel."번개시작을 번개가 내리치는 경로의 시작인 리더 채널의 형성으로 정의하는 것으로 보입니다.그런데 이 leader channel은 충분한 전기적 위상차이에 의해 이루어지는 것으로 보입니다.하지만, 논문에 따르면, 실제 측정한 전위차 값은 순수히 그 전위차 만으로는 번개를 만들어 내는데 못 미치는 것으로 보입니다.그외에 각종 견해가 맞다면, 번개 시작에 대한 가설은 3가지 주요 유형으로 나뉜다고 합니다.1. The electric field somewhere within the thundercloud is really much larger than measured. -> 사실 측정한 전위차 값보다, 뇌운 속 전위차 값은 훨씬 더 크다.2. Lightning is created via streamer initiation from liquid or ice particles, called hydrometeors. -> 뇌운 속 얼음과 액체 입자들의 스트리머(=방전 전조 현상)가 시작되면서 생긴다.3. Energetic runaway electrons play a role in lightning initiation.-> 공중에 떠돌아다니는 전자들이 번개시작에 관여한다. 고에너지 대기 물리학에 의하면, 뇌운 속의 상당히 난잡한 환경이 전자들이 원자에서 떨어져 나와 돌아다니도록 하는 것으로 보입니다.아무튼, 이 세가지 가설이 서로 연관이 있고, 보강하는 것으로서 자연적으로 발생하는 다양한 종류의 번개들을 설명하는 것으로 보입니다.예를 들면, 공중에 자유롭게 떠돌아다니는 전자들에 의해 국부적으로 강화된 전기장은 측정값보다 실제 전기장이 더 강하게 할 수 있습니다. (3, 1번 가설)그리고 더 강해진 전기장은 얼음-액체 입자들의 방전을 유도할 수 있습니다. (2번 가설)사람이 맞는 경우는 뇌운에서 유도된 채널이 지면 방향으로 양전하를 유도했으며, 그 위치에 사람이 있던 것으로 보입니다. 번개 맞기 전에 머리가 쭈뻣 선다고들 하죠. 양전하로 대전된 머리카락 끝이 서로 반발하여 가닥가닥 나뉩니다.궁금증이 어느 정도 해결되셨으면 좋겠습니다.
화학
Q. 뇌도 노화가 발생할텐데 크기가 줄어드는 것인가요?
안녕하세요. 박준혁 과학전문가입니다.뇌의 노화는 현재도 연구가 활발한 분야입니다.2014년도 review 논문을 소개해드립니다. "Structural Imaging Measures of Brain Aging" https://doi.org/10.1007/s11065-014-9268-3뇌 노화에 대해 구조적 이미징 측정 논문입니다.위 논문에서 뇌 위축에 관련해서 아래와 같이 말하는 부분이 있습니다."거의 모든 연구에서 나이가 들수록 대뇌 용적이 작아지는 것으로 나타났다.""연령 관련 차이는 일반적으로 50세 이전에는 작았고 그 이후에는 차이가 증가."각 부위별 경향입니다.