음모론자들이여, 주목하라. MIT대학원 재학생들의 의견에 따르면 알루미늄 호일로 만든 모자(적어도 1950년대 이래로 뇌파 조종 광선을 차단해준다고 알려져 왔음)를 뒤집어쓸 경우 누군가가 당신의 마음을 읽는 일을 한층 손쉽게 만들어주는 결과를 낳을 수 있다고 한다.
MIT 박사과정을 밟고 있는 네 명의 학생이 전파신호의 침투로 시민의 생각이 탐지될 수 있으며 머리에 호일을 씀으로써 이를 차단할 수 있다는 사회 일각의 믿음에서 영감을 얻어 모종의 실험에 착수했다.
실험 결과 연방정부기관에서 사용 중인 일부 주요 주파수의 경우 이러한 “차단막”을 사용함으로써 오히려 증폭된다는 사실이 밝혀졌다.
학생들은 우선 무선 주파수 스펙트럼 분석기로부터 네 명의 피실험자 머리에 달아놓은 수신 안테나로 전송되는 기선(基線) 내역을 기록했다. 분석기란 다양한 주파수의 전파를 발산하는 장치다.
그런 다음 피실험자들에게 3종의 이중 호일 헬맷을 각각 씌운 상태에서 위의 계측과정을 반복했다(10킬로헤르츠~3기가헤르츠 범위). 헬멧은 “고전형(머리 가까이에 호일을 감은 두건형)”과 “페즈형(원통형의 끝이 평평한 모자 형태),” “센츄리언형(끝이 뾰족한 고깔형)” 등 3종으로 구성됐다.
플라스틱으로 코팅 된 땅딸막한 형태의 안테나는 헬멧과 피실험자의 정수리 사이에 놓여진 상태에서 신호가 뇌에 도달하기 전 얼만큼 흡수되거나 비껴가는지 가늠하는 작용을 했다.
이 연구의 대표저자인 알리 라히미는 “고가의 장비로 장난 좀 쳐보자는 생각”에서 시작된 실험으로 놀라운 결과가 밝혀지게 됐다며 소감을 토로했다. 라히미는 최근 MIT에서 전기공학 및 컴퓨터과학 분야의 박사과정을 마쳤다.
결론적으로 말하자면 알루미늄 호일은 대부분의 주파대역에 걸쳐 전파를 최고 10데시벨까지 약화시키는 효과가 있는 것으로 드러났다.
그러나 1.2GHz와 2.6GHz(정부 위성과 GPS시스템, 휴대전화 사업체 전용의 대역에 해당)에서는 이들 전파가 호일을 통과하면서 20~30데시벨까지 증폭되는 현상이 발생했다.
라히미는 호일이 어떻게 해서 이들 주파수만 증폭시키는 작용을 하는지 규명해내진 못했지만 이번 연구 결과가 시사하는 바는 분명했다. “오늘날의 헬멧 열풍이 FCC의 개입 하에 정부에 의해 유포됐을 가능성이 있다는 주장은 터무니없는 발상이다.
혹여 사람들의 생각을 읽는 일에 전파가 사용된다 하더라도 알루미늄 모자는 이를 차단하기에 별다른 효과가 없다”는 것이 실험에 참여한 학생들의 현철한 최종 결론이다.
공기역학이론에 따르면 벌은 원래 날 수가 없다고 하던데 사실인가?
1934년 프랑스의 곤충학자 앙트완 마냥은 다음과 같이 유명한 주장을 피력했다.
정반대의 사실을 증명하는 충분한 증거에도 불구하고 벌이 공중을 날기란 “불가능”하다는 것이었다.
공중을 날기에는 너무 무겁고 날개 또한 몽톡하다는 이유에서였다. 마냥의 오류는 날개가 고정된 상태에서의 비행에 적용되는 공기역학 원칙이 벌에게도 동일하게 적용된다는 가정에서 비롯된 것이다.
하지만 학계에서는 날개를 퍼덕이거나 회전시키는 등의 보다 복잡한 비행 유형을 분석하지 못하고 있었다.
이 작업에 필요한 동기화된 고속 카메라나 곤충 로봇을 아주 최근까지도 구할 수 없었기 때문이다.
그러나 이러한 마냥의 수수께끼가 최근 더그 앨츠슐러 박사가 이끄는 캘리포니아 기술연구소의 생체역학 연구팀에 의해 마침내 풀리게 됐다.
이 과정에서 공중을 나는 벌의 비행을 분석해내기 위해 초당 6,000프레임 촬영이 가능한 동기화된 디지털 카메라가 3대 투입됐다.
카메라가 촬영한 사진과 감지 장비의 도움으로 노처럼 생긴 벌의 날개가 퍼덕일 때마다(초당 약 230회) 벌의 바로 위 상공에 격렬한 소용돌이가 형성된다는 사실이 밝혀졌다.
이와 같은 소용돌이는 가파른 공격각도 즉 소용돌이가 없을 경우 벌이 양력(揚力)을 잃게 될 조건에서 벌의 날개에 공기 흐름을 계속 묶어놓는 기능을 한다.
벌은 또한 추가적인 힘을 생성해내기 위해 날개를 퍼덕이는 길이를 변화시킬 수 있다.
또 다른 연구 결과 벌이 화분을 나를 때 평소의 90도가 아닌 120도의 호선을 그리며 날개를 퍼덕이는 것으로 드러났다.
추가적인 힘은 날개 길이에 비해 상대적으로 무거운 벌의 몸체 무게를 감안할 때 특히 유용하게 활용된다.
앨츠슐러 박사에 따르면 “마치 메뉴와 같아서 날개 동작마다 각각의 옵션을 선택할 수 있게 돼있다”고 한다.
앨츠슐러는 벌의 비행 비법에서 소형 정찰기나 의료용 회복 장비 설계에 도움을 받을 수 있을 것으로 내다보고 있다.
멍청한 남자가 여자들에게 더 인기 있어 보이는 이유를 설명해줄 과학적 증거가 있는가?
이성에게 퇴짜를 맞은 많은 수재들의 생각과는 달리 멍청한 남자에게 여성이 더 끌린다는 구체적 증거는 아직 발견되지 않았다.
하지만 일부 포유류의 경우는 사정이 다를지도 모른다. 가령 박쥐의 경우를 생각해보자.
진화생물학자인 시라큐스대 스콧 피트닉 교수는 334종의 박쥐별로 뇌와 고환의 크기에 관한 데이터를 수집한 끝에 수컷의 경우 뇌 크기와 고환 크기가 반비례할 가능성이 있다는 사실을 발견해냈다.
이러한 상쇄현상은 왜 일어나는 것일까?
뇌, 고환의 조직 모두 생리학적으로 성장, 유지하고자 한다. 박쥐는 높은 신진대사와 계속 지속되다시피 하는 동작으로 인해 에너지를 많이 소모하는 탓에 대부분의 종에 있어 두 기관 중 한쪽만 발달하는 방향으로 진화돼왔다.
암컷의 교미가 난잡한 종의 경우 수컷의 고환이 가장 크게 나타나는 양상을 보인다. 서로 다른 수컷의 정자가 암컷의 성기 내에서 경합을 벌일시 크기가 클수록(고로 정자 수가 많을수록) 유리하기 때문이다.
“문제는 이것이다. 다음 세대에 유전자를 남기기 위해서는 영리해야 하나, 부산해야 하나?”라고 피트닉 교수는 지적한다. 인간의 경우 박쥐만큼 왕성한 생활을 영위하지 않는 탓에 그러한 진화상의 딜레마에 봉착하진 않았다. 이는 다시 말해 적어도 인간의 경우 큰 뇌를 보유하는 편이 많은 정자를 생성해내는 쪽보다 진화론적으로 한층 더 중요한 우위를 점할 수 있음을 시사한다.”
그 말은 곧 앨버트 아인슈타인의 고환이 작다는 얘기가 아니냐는 질문을 곧잘 받는다.
하지만 반드시 그렇지만은 않다는 게 내 대답”이라고 피트닉 교수는 설명했다.
여름과 가을로 갈수록 편서풍이 강해지는 이유
봄이나 초여름 기간에서는 무역풍권의 영향이 강하고 여름과 가을로 갈수록 편서풍의 영향이 강해지게 되는 이유는 무엇일까.
태풍은 봄에서 초여름까지는 북위 10°∼20°부근에서 많이 발생하고, 7·8월이 되면 북위 20°∼30°부근으로 발생위치가 북상하게 되고 10,11,12월이 되면 다시 반대로 저위도로 남하하게 된다.
따라서 무역풍에 영향을 많이 받기 위해서는 저위도에서 태풍이 발생하여야 하고 고위도로 갈수록 편서풍의 영향을 더욱 많이 받게된다.
봄과 초여름은 저위도에서 발생해서 무역풍 영역권에서 움직이는 기간이 길고 여름과 가을로 가게 되면 고위도로 올라가 태풍이 발생되기 때문에 무역풍의 영향을 받는 시간이 짧고 편서풍의 영향을 받는 시간이 더 길어지기 때문에 결국 태풍의 이동 경로의 차이가 생기는 것이다.
남자와 여자 중 추위와 더위를 누가 잘 탈까
보통 추운 곳에서 지방층이 많은 여자가 더 잘 버티게 된다. 그런데 이런 경우 모두 빈혈이 없고 혈류 순환이 원활한 사람의 남녀를 구분했을 경우이다.
사람의 몸의 특성에 따라서 추위를 더 많이 느끼고 적게 느끼고 하는 경향이 있는데 그런 경우는 사람의 지방층과 그리고 수분의 양 그리고 혈액의 순환 등으로 구분한다. 한의학에서 여러 방법으로 사람의 특징을 구분하는 것과 같다.
남녀로 구분하여 추위를 누가 더 잘 견디나 하는 것보다는 전반적인 모든 사람의 특성을 비교하고 동일한 사람의 경우를 비교하고 서로 다른 사람을 비교해서 구분을 지어야 할 것이다.
피아노 조율은 어떻게 할까
피아노 조율을 한다는 것은 마치 고무줄이나 용수철을 한쪽을 고정시킨 상태에서 나머지 한쪽을 강제로 잡아당기며 적당한 음높이까지 끌어 올려놓는 것과 같다.
그렇기 때문에 고무줄이나 용수철의 경우 잡아 당겨놓은 쪽의 손을 떼면 다시 원래 상태로 돌아간다. 그 돌아가는 속도도 빠르다.
이것이 피아노에서는 구조나 특성상 현이 원래 상태로 되돌아가려는 변화 즉 소리의 변화가 서서히 진행된다. 이렇게 변화된 소리를, 소리(음)가 내려갔다거나 조율이 풀어 졌다거나 소리가 안 좋다고 하는 것이다.
이러한 악기는 꽤 많다. 예를 들면 기타, 첼로, 바이올린 등이 있다. 그런데 이런 악기들은, 한쪽 현이 고정되어 있고 다른 한 쪽 현을 늘려서 제 음높이로 올려놓은 상태에서 그것을 고정시킬 방법이 없다.
만약 그것을 움직이지 않게 고정시켜 놓는다면 양쪽으로 잡아당기는 힘이 굉장히 크다.
피아노에 있어서 현의 장력은 약 90Kg 정도이며 1대당 장력은 16~20t까지도 된다. 그렇기 때문에 양쪽을 모두 고정시킨다면 악기에 무리가 가서 악기를 못쓰게 된다.
그러므로 악기의 구조상 어쩔 수 없이 조율을 한 후에는 감아 놓았던 현이 풀어지는데 이것을 소리가 변한다고 하는 것이다.
이러한 현상들이 일어나기 때문에 피아노나 그와 같은 원리의 악기들은 내려간 음을 원래의 음높이로 맞추기 위해서는 조율을 해야만 한다.
종이 비행기를 잘 날게 하려면
종이비행기를 잘 날게 하기 위해서는 추진력과 위치에너지에 대한 관성력 법칙이 있다.
예를 들어 던지는 사람의 키만큼 처음부터 위치에너지를 가지고 있기 때문에 그 에너지를 소모할 만큼 비행을 하게된다.
또한 사람이 날릴 때의 초 속도와 각도는 중요한 역할을 하고 그때 앞으로 나가려는 관성력과 공기저항에 의하여 비행기의 앞쪽에 무게 중심을 놓고 만들어야 한다.
45도가 가장 멀리 나가는 경우이지만 종이비행기의 경우 공기의 저항을 많이 받기 때문에 각도를 60도에서 80도정도로 높여주고 던져야 한다.
또한 날개부분을 뒤로 갈수록 넓게 만들고 앞부분을 올리고 뒷부분을 내려주어야 양력을 많이 받는다.
또한 꼬리를 만들 수 있다면 꼬리의 역할은 비행기의 회전을 막고 균형을 잡는 것이므로 꼬리날개를 잘 만들면 그만큼 효과가 있다.
총알의 원리
영화에서 보면 총알을 뒤에서 충격을 주면 날아가던데, 그럼 손으로 튕겨주면 총알이 나아갈 수도 있는 것일까.
총알이 총에서 발사될 때의 속도는 900-1000m/s 정도이다. 그러나 공기저항으로 인해 그 속도가 400m/s 정도로 줄어들어서 나가게 된다.
이것은 1초당 400미터를 가는 엄청난 속도이고 총알이 위험한 것은 이렇게 빠르게 나아가는 총알이 돌면서 인체를 관통하면서 인체에 큰 손상을 입히게 되기에 그런 것이다.
손으로 튕겨주어도 나가기는 하겠지만 이러한 속도가 만들어지지 않기에 총알로서의 효력이 없어지게 될 것이다.
총을 맞으면 죽는 이유는 화약에 의한 것이라기 보다는 그 속도와 회전력에 의한 파괴력이라고 할 수 있다.
총의 종류에 따라 다양하겠지만 대략 총의 속도는 총신을 벗어나는 그 순간 초속도가 엄청나다. 이것은 소리의 속도보다도 훨씬 빠르다.
이렇게 탄이 빠른 이유는 탄알에 있는 장약이라는 추진물 때문이다. 폭발하면서 작용 반장용의 원리로 앞으로 나가는데, 앞으로 나가면서 또한 강한 회전력을 가지기에 강한 파괴력을 가지게 되는 것이다.
이것에 의해서 치명적인 상처를 입게 되는데, 총상의 치명성은 총알의 크기, 속도, 맞는 부위에 따라 달라진다.
그 중 가장 중요한 요소는 속도인데, 운동에너지(즉 파괴력)는 질량에 비례하고 속도의 제곱에 비례한다.
일반적으로 총상이 사망으로 이어지는 것은 출혈과 뇌손상, 혹은 오염균에 의한 조직괴사 때문이다. 복부에 상처를 입었을 때에는 내장에서 새어 나오는 배설물에 의한 감염이 사망 원인으로 작용할 수도 있다.
물론 구경이 크거나 속도가 빠른 총알들은 이런 일반적인 경과를 거치지 않고 즉사를 유발할 수도 있다.
이것은 강력한 회전이 걸린 이 총알들이 저격 부위를 뭉갤수가 있기 때문이다. 총알을 맞으면 강한 속도와 그것이 회전으로 총알을 맞은 부위는 작지만 뒤로 나가는 경우에는 크게 구멍이 난다.
구름의 색깔은 어떻게 만들어졌나
구름은 공기상승, 부피팽창, 온도하강, 수증기응결, 구름생성 등으로 인한 작은 물방울들이다.
하늘, 바다와 같이 반사되는 빛이 있다면 분무기를 뿌리거나 분수에서 나오는 물방울들도 하얀색이 되어야 하지 않을까?
하늘색과 바다색은 반사에 의해서 일어나는 것이 아니다. 빛의 산란에 의해서 일어나는 것이다.
빛은 여러 파장의 빛들이 서로 혼합되어 흰색을 보이게된다. 이런 빛의 색을 분산시키면 프리즘을 통과시킬 경우 색이 나누어진다.
이처럼 빛은 여러 색이 서로 혼합되어 있고 각각의 색의 파장이 다르다.
파랑색으로 갈수록 파장이 짧고 빨강색으로 갈수록 파장이 길게된다.
따라서 파랑색의 경우 작은 입자와 충돌하면 쉽게 산란이 일어나 모든 방향으로 에너지를 발산하게 된다.
그러나 빨강색은 파장이 크기 때문에 작은 입자는 잘 통과하여 산란이 잘 일어나지 않는다.
이런 경우 물이나 공기입자에 의하여 산란이 가장 잘 일어나는 색인 파란색에 의하여 하늘이나 바다색이 푸른빛을 나타내는 것이다.
그런데 구름의 경우 이런 빛이 여러 가지 서로 입자가 다른 물방울입자를 통과하면서 산란이 되고 그 산란이 되는 빛의 파장영역도 넓기 때문에 모든 빛이 다 산란하고 그리고 서로 반사도 하여 이런 모든 빛들이 혼합되어 흰색을 나타낸 것이다.
따라서 하늘의 구름의 색이 흰색이 되는 것이다. 그런데 분무기로 물을 뿌릴 경우 물입자의 수가 적고 그리고 짧은 순간이기 때문에 잘 느끼지 못하나 분무기로 물을 뿌릴 경우도 짧은 순간 흰색의 모습을 느낄 수 있다.
열을 쬐면 사람의 몸도 커질까
사람은 원활한 영양소와 운동 그리고 공기 등을 흡수하면서 성장하게된다. 그런데 사람도 햇빛을 받는 것이 건강에 좋다고 한다.
가끔 햇빛을 받게되면 몸에 햇빛에 대한 작용을 하는 부분이 부족하게 될 수 있지만 필요한 충분한 햇빛을 받게 되면 피부의 세포 분해와 여러 다른 작용에 도움이 되기 때문에 건강을 유지하는데 도움이 된다.
만약 햇빛과 건강이 연관이 되어 일부 성장에 관여할 수는 있을 것이다.
식물의 줄기가 크면 뿌리도 클까
외떡잎식물과 쌍떡잎식물에 따라서 뿌리의 특징이 변하게 된다. 굵게 주 뿌리가 있어서 나가는 경우라면 쌍떡잎식물이지만 잔뿌리로 이루어져 있다면 외떡잎식물에 가깝다.
식물의 뿌리가 굵다고 하여 잘 지탱을 시키는 것은 아니며 얼마나 잔뿌리가 잘 주변으로 뻗어나가는 정도도 지탱하는데 매우 큰 역할을 하기 때문에 모든 부분에 비교하고 확인을 해야한다.
따라서 식물의 줄기의 두께와 뿌리의 크기를 비교한다면 어떤 형상인지 그리고 얼마나 많이 넓게 퍼져 있는지 등으로 구분하여 비교하는 것이 좋을 것 같다. 그리고 종에 대하여 서로 비교할 필요성도 있다.
왜 남자는 여자보다 힘이 셀까
남자든 여자든 근육을 더욱 발달시키고 나면 힘의 차이는 때에 따라서 정확하게 남자다 여자다 하기는 힘들 것 같다.
남자는 근육 층이 많고 여자는 지방층이 많기 때문에 운동을 거의 하지 않은 상태라면 남자가 힘을 사용하기가 더욱 쉽게 몸의 구조가 골격부터 만들어져 있지만 운동을 많이 한 여자의 경우 오히려 남자에 비하여 더 힘이 셀 수도 있다.
수돗물이 가정집까지 공급되는 과정
각 지역에 댐 등이 있다. 구역 댐 등의 방류된 물이 흘러가게 되면 이런 물을 상수도 사업부에서 취수하게 된다.
즉 주변에 관로를 설치하여 끌어 사용한다는 것이다.
이렇게 취수한 물은 상수도 사업부에서 각 소독작용을 통하여 수돗물의 염소 기준치 등에 맞는 수준으로 만든 뒤 상수도 사업부 각 지역에 연결된 관로를 통하여 다시 각 지역 도시로 물을 흘려 보낸다.
이때 이런 관로 등은 중간 중간 소도시의 상수도사업부에서 양을 측정하게 되고 다시 작은 단위 공장이나 가정이 있는 곳으로 배관이 연결이 되어 흘려 보내게 된다.
이때 각 집이나 공장 등 사용자는 물의 흐름의 시간당 양을 측정하는 계량기를 설치하여 사용한 물의 양을 측정하게된다. 이렇게 사용한 물의 양은 계량기의 측정값을 통하여 돈으로 내게 되는 것이다.
달걀실험
달걀을 식초, 우유, 물에 넣어보는 실험을 해보았다. 달걀을 식초에 넣었더니 달걀껍질이 녹아 둥둥 뜨고, 공보다 더 말랑말랑 해졌다.
그리고 우유에 넣었더니 아무런 변화가 없었다. 물에 넣어보고 구멍을 조금 뚫어보니 물이 조금씩 새어나왔다. 왜 이런 결과가 나오는 것일까.
달걀을 식초에 넣으면 달걀 껍질이 녹고 또 달걀이 점점 더 커진다. 이것은 달걀과 식초가 반응을 하기 때문이다.
우유와는 반응을 하지 않는다. 달걀 껍질은 식초 성분인 아세트산과 반응하면서 없어지는데, 달걀 껍질은 탄산칼슘이라는 물질이다.
탄산칼슘은 분필의 성분이기도 하고, 석회암의 성분으로도 많이 알려져 있는데, 달걀의 껍질도 이 성분으로 구성되어져 있는 것이다.
그런데 탄산칼슘은 아세트산과 반응하면 이산화탄소를 발생하면서 녹게된다.(물론 이것은 아세트산뿐만 아니라 염산이나 황산 같은 용액과도 반응을 한다.)
식초는 아세트산 3-6%용액이다. 달걀에서 생기는 거품이 바로 이산화탄소인데, 껍질이 녹아 없어지면 내부의 얇은 막이 남게된다.
이 막이 반투막이라는 것으로 물을 통과시키는 성질을 가지고 있는데, 달걀이 크기가 커지는 이유는 바로 이 ‘삼투압’때문이다.
삼투압이란 농도가 다른 것끼리 접촉했을 때, 동일한 농도로 만들려고 하는 압력이라고 생각할 수 있다.
이 압력 때문에 반투막을 통해 식초에서 달걀 안쪽으로 물이 이동하게 돼 달걀이 부풀게 된다. 달걀의 내부는 걸쭉하고 농도가 높기 때문에 그것을 묽게 하기 위해서 물이 이동한 것이라 생각하면 된다. 이 반응을 화학반응식으로 나타내면 다음과 같다.
○ 탄산칼슘 + 아세트산 → 아세트산칼슘 + 이산화탄소 + 물
○ CaCO3 + 2 CH3COOH → Ca(CH3COO)2 + CO2↑ + H2O
결국 달걀이 점점 커지게 되고 그래서 밀도가 작아지니까 물위로 떠오른다고 보면 될 것 같다.
그리고 말랑말랑해지는 것도 물이 들어가서 그런 것이다.
창문앞 사물의 원근효과
창문 앞에 서서 밖의 풍경을 바라보면서 뒤로 물러가면 점점 작아 져야하는데, 같이 다가오는 느낌이 든다.
크기도 줄어들지 않는다. 혹시 창문 때문에 그런 줄 알고 열어놓고 해봐도 밖의 풍경은 절대로 줄어들지 않는다. 어떻게 이런 일이 생기는 것일까. 착시현상 때문인가?
창문에 대하여 원근 효과를 느끼려면 매우 뒤로 물러가도 쉽게 느껴지지 않을 것이다.
빛에 의하여 사람 눈에 사물의 상이 들어 올 경우 사람 눈의 화각과 창문의 화각사이의 간격이 어느정도 정해져 있기 때문에 쉽게 작아지지 않는다.
즉 밖에서 뒤로 점점 멀리 갈수록 쉽게 원근감을 느끼게된다. 그 이유는 사람의 눈의 화각이 넓고 따라서 원근감을 쉽게 느낄 수 있기 때문이다.
그런데 창문은 이런 사람의 눈의 화각보다 보는 시야의 각도가 작기 때문에 창문을 통과하여 들어오는 상은 사람 눈에 모두 들어오게 될 정도로 작다.
따라서 사람이 보는 화각도 자연스럽게 창문사이의 가로거리로 줄어들게 된다. 이렇게 되면 화각이 작아져서 오히려 상이 서로 겹쳐있는 듯한 느낌을 들게 된다.
그렇기 때문에 쉽게 원근감이 느껴지지 않는 것이다.
카메라의 렌즈 중 광각렌즈는 화각이 크기 때문에 원근을 잘 느끼게 된다. 그러나 망원렌즈는 화각이 작아서 쉽게 원근을 느낄 수 없고 멀리 있는 산이 서로 겹쳐 있는 듯한 모습으로만 보이게 된다.
화산폭발과 열전도 현상
화산폭발과 열전도 현상의 경우 열량이 높은 곳과 낮은 곳 사이에 일을 해주고 얻고 하는 과정을 통하여 설명할 수 있다.
즉 외부에 지각이나 다른 운동에 의한 에너지가 발생이 되고 이런 에너지는 열에너지로 전환이 되며 주변의 지각이나 여러 지각 물질들에 대하여 일을 해주게 된다.
이렇게 일을 해주게 되면 내부에 있을 경우보다 에너지 손실이 생기게 되고 온도는 떨어지게 된다.
다음으로 열전도 현상은 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동을 하면서 온도가 낮은 부분의 물질의 입자 운동에너지를 증가시켜준다.
따라서 이 경우도 온도가 높은 물질의 에너지가 온도가 낮은 물질에 대하여 일을 해주게 된다.
숲속에서 산불이 날 수 있는 원인
날씨가 건조하게 되면 주변에 정전기가 많이 발생하게 된다. 이런 정전기로 인하여 산불이 발생할 수 있다.
우연히 산행을 가던 사람의 담배불로 인하여 발생 할 수도 있다. 또한 나무에 낙뢰가 내려오면 산불이 발생 할 수 있다.
불이 발생하는 원인은 공기와 연료 발화점 온도이다. 이미 산에는 공기와 연료는 준비되어 있다.
따라서 발화점이상으로 온도를 올릴 수 있는 외적 작용만 있다면 얼마든지 산불이 일어날수 있다.
시원한 바람이 불면 비가 내리는 이유
무더운 여름에 시원한 바람이 불면 비가 내린다 그 이유가 무엇일까. 바람은 대기의 변화에 의하여 생기게 된다.
여름에 갑자기 차가운 바람이 불면 꼭 비가 오는 것은 아니고 강한 상승기류가 생겨 비가 올 수 있다.
이렇게 강한 상승기류가 생기는 이유는 찬 공기가 더운 여름 지표면으로 밀고 오면 바닥의 온도는 내려가지만 온도가 높은 가벼운 공기는 갑자기 상승을 하게된다.
이런 경우 상승한 공기는 이슬점에 도달하게 되면 구름이 되고 이때 수증기 양이 많아지게 되면 결국 비가 내리게 된다.
스케이트 선수가 커브를 돌 때
스케이트 선수가 커브를 돌 때, 몸을 원의 중심 쪽으로 더 기울여야 유리한 이유가 무엇일까?
그 이유는 사람이 회전을 할 경우 그 속도가 매우 빠르게 되면 관성력인 원심력을 받게 되고 코너의 접선의 방향으로 밀려 나가려는 성질이 생기게 되기 때문이다.
따라서 이런 상대적인 힘의 합력인 구심력 점으로 힘을 주기 위해서는 회전하는 중심 쪽으로 몸을 기울려 힘의 평형을 최대한 유지해야한다.
우리가 자동차를 타고 회전을 할 경우 사람의 몸이 회전하는 코너의 밖으로 밀리는 느낌을 받은 적이 있을 것이다. 그 것과 같은 의미이다.
바퀴의 크기에 따라 속도가 달라지나
인라인의 바퀴의 크기에 따라 같은 힘으로 갈 수 있는 거리와 속도가 다를까? 바퀴가 크면 최대 속도가 큰 것일까?
자동차를 예로 들면 바퀴의 크기가 클수록 자동차가 크게 된다. 그 이유는 무게 때문이다. 바퀴가 크게 되면 회전반지름이 커지게 되고 그렇게 되면 회전을 할 경우 큰 엔진의 출력이 필요하게 된다.
그러나 바퀴가 작게 되면 회전반지름이 작아지게 되고 그렇게 되면 회전을 할 경우 적은 엔진의 출력만 필요하게된다.
그 이유는 회전 관성이다. 외부에서 힘을 주어 물체를 회전시키기 위해서는 무게중심에 대한 축까지 거리와 회전체의 질량에 비례하는 회전관성이 문제이다. 회전관성이 커지게 되면 회전을 원할 하게 할 수 없다.
그 이유는 관성이란 현재상태를 유지하는 성질이기 때문에 회전을 잘 하지 않으려 하기 때문이다.
그렇다면 회전관성이 큰 바퀴일 경우 외부에서 큰 힘을 주어야 회전이 일어난다. 그러나 작은 바퀴는 회전관성이 작기 때문에 적은 힘으로 회전을 할 수 있다.
따라서 바퀴의 크기에 따라서 최대속도가 변하는 것이 아니고 외부에서 주는 힘에 대하여 변할 수 있는 것이다.
즉 출력적인 면이 속도와 관련이 있는 것이다. 작은 바퀴를 가진 자동차도 가속을 하면 매우 빠르게 이동할 수 있다.
산성비 기준이 pH 5.6인 이유
원래 수치상으로는 pH가 7이하면 산성이지만 산성비의 정의는 그렇지 않다. 이때 기준이 되는 숫자를 5.6으로 잡는 이유는 이산화탄소에 의한 숫자가 5.6이기 때문이다.
즉 대기중의 기본적인 이산화탄소가 물에 녹으면 산성을 띠게된다. 기본적인 대기의 이산화탄소 함유량에서 물에 녹을 경우 산성도가 5.6정도 되기 때문에 그 이하부터를 오염된 산성비라고 부른다.
즉 산성비는 이산화탄소가 만들어내는 것이 아니라 이것보다 더 강한 산을 나타내는 이산화황이나 질소산화물이 만들어내는 것이다.
산세비에리아는 어떻게 음이온을 낼까
음이온과 양이온은 어떤 면에서 다를까? 또 산세비아리아나 다른 음이온 발생기는 어떻게 음이온을 내는 것일까?
음이온은 말 그대로 음전하를 띠고 있는 이온이다. 이것은 중성입자가 전자를 받아서 형성이 되는 것이고 반대로 양이온은 중성입자가 전자를 잃어서 양전하를 띄게 되는 것이다.
음이온을 많이 배출하는 식물의 음이온배출 정도를 보면 심비디움(950~1,030개/cm3)과 우리나라 남부지역 자생식물인 팔손이나무(910∼1,020)가 음이온 발생량이 가장 많았으며, 관음죽(670∼930), 스파티필럼(750∼880), 산세베리아(670∼790), 소철(400∼420) 순 이라고 한다.
식물의 음이온 발생은 주로 잎의 기공을 통한 증산작용에 의해 수분이 공기 중으로 나오는 과정에서 물분자가 쪼개지며 음이온이 발생하는 것이다.
식물의 음이온은 신체의 이온균형을 유지하여 건강에 이롭다.
식물세포의 특징
식물세포의 특징과 세포를 관찰할 때 아세트카민 용액을 쓰는 이유는 무엇일까? 그리고 현미경으로 보면 미세하게 보이는 이유는?
세포핵의 염색에는 아세트카민용액과 메틸렌 블루 시약이 사용된다. 동물의 세포를 염색할 때는 멜틸렌 블루 시약이 사용되고 식물세포를 염색하는 데에는 아세트카민 용액이 사용된다.
핵산(DNA, RNA)가 간기(세포의 성장 및 휴지기로서 G1기와 S기와 G2기가 있다)때에는 복제 및 생장을 하느라 염색사로 존재하다가 히스톤 단백질을 기준으로 해서 감기게 된다.
이때 식물세포의 히스톤 단백질과 동물세포의 히스톤 단백질은 차이가 있는데 단백질의 구조 차이 때문에 식물과 동물 세포의 염색 시약이 다른 것이다.
현미경의 경우 서로 배율이 다른 2개의 렌즈를 이용하여 배율을 곱으로 증가시켜 세포를 관찰하게 만든 장치이기 때문에 우리 눈에 잘 관찰이 되지 않는 세포를 확대하여 관찰할 수 있게 하는 돋보기 같은 원리를 가진 장치이다.
광학현미경의 경우 전자의 입자와 파동성을 이용하여 전자의 파장의 크기를 기준으로 매우 작은 일반 광학현미경으로 관찰이 불가능한 물질들을 관찰할 수 있게 만든 장치이다.
따라서 현미경의 원리는 전자나 렌즈를 이용하여 물체를 확대하는 장치를 말하는 것이다.
입체영화의 원리
사물은 빛이 없다면 볼 수 없다. 빛이 사물에 반사되어 우리 눈에 들어와 우리가 볼 수 있는 것이다.
이런 빛들은 모든 공간으로 진동을 하며 진행하게 된다. 예를 들어 앞뒤 좌우 위아래 등 여러 방향으로 진동을 한다.
쉽게 설명하면 다이아몬드에 빛을 비추면 빛이 여러 방향으로 빛나는 것처럼. 이런 빛이 우리 눈에 들어오면 사람이 사물을 보게된다.
그런데 이렇게 여러 방향으로 들어오는 빛을 한쪽의 진동하는 방향으로만 우리 눈에 들어오게 하는 것이 바로 편광이다.
예를 들어 좁은 문의 틈으로 빛이 진행할 경우 빛이 가로로 진동을 하게 되는 부분은 이 좁은 문틈을 통과지 못하고 세로로 진동하는 경우 통과 할 수 있다.
이렇게 빛의 진동 축을 정하여 그 빛만을 통과하도록 만든 안경이 선글라스 같은 것이다.
이런 선글라스는 보통 수평으로 바닥에 편광 되는 빛을 잘 통과시키지 못하여 사람 눈이 부시는 것을 막을 수 있다.
이런 원리로 특수안경도 만들게 된다. 즉 영화를 제작할 경우 여러 방면으로 빛의 방향을 조절한다.
즉 카메라 등에 슬릿이나 필터 등을 그리고 컴퓨터 그래픽을 이용하여 만든다.
이런 영화는 그냥 눈으로 보면 평면화 되고 영화 필름 안에 입체영상으로 보이도록 기법을 넣었기 때문에 사람이 편광이 안된 그냥 눈으로 보게 되면 서로 어긋난 모든 방향의 빛을 보면서 상이 흔들리는 모습을 느끼기도 하는 것이다.
그런데 이때 편광안경을 사용하게 되면 주변의 다른 떨리게 하는 부분의 빛은 편광 시켜 눈으로 들어오지 못하게 만들기 때문에 영화가 자연스럽게 연결되고 일부분의 빛의 진행방향만을 사람이 보도록 하여 입체적으로 만들게 된다.
컴퓨터의 유래
컴퓨터는 처음은 암호해석과 군사용으로 사용하다가 나중에 논리연산과 다른 부분을 더욱 발전시키면서 현재의 모습으로 변형된 것이다.
처음의 크기는 매우 크고 용량도 매우 작았지만 그 당시 만해도 매우 혁신적인 물건이었다.
컴퓨터는 모든 것들을 처리하고 연산하는 도구로 점점 발전하다가 현재는 모든 멀티미디어를 결합시키어 과거에는 생각지도 못했던 많은 일들을 처리하고 있다.
텔레비전
그레이트 로봇 레이스
다파 그랜드 챌린지의 자율주행형 육상 차량 경주를 관전하고자 사막을 찾지 않은 여러분을 위해 경기를 엿볼 기회가 마련됐다.
NOVA의 "그레이트 로봇 레이스(Great Robot Race)"에서는 경기 전 스탠포드 팀(최종 우승팀)을 포함한 일부 참가자의 뒤를 쫓았다. 레이스의 공중 촬영화면은 물론 예선전 모습까지 선보인다.
크고 작은 각종 실수와 충돌사고 이외에도 앤서니 레반도프스키의 무인 모터사이클 주행 모습까지 확인해 볼 수 있다.
신간서적
로켓을 타고서
마이크 멀레인의 회고록 "로켓을 타고서(Riding Rockets)"는 그간 미화돼온 우주비행사 생활의 실상을 엿볼 수 있는 기회를 제공한다.
멀레인은 세 차례나 우주탐사에 참가한 베테랑으로서 NASA 우주비행사의 생활 이모저모에 대해 솔직하면서도 유머러스한 태도로 담아내고 있다.
경쟁적인 대장 내시경 검사나 자유낙하 소동, 남녀 혼성 비행단에의 적응과정 등을 상세하고 그려내고 있다. 물론 진실에는 고통이 따르기 마련이다.
챌린저호 사고 직후 NASA에서 지낸 시간에 대한 회고부분은 필자의 슬픔을 통렬히 전해준다(필자가 가장 좋아하던 동료 비행사 중 하나인 주디스 레스닉이 당시 사고에서 사망했다).
콜라병 모양의 유래
콜라병 모양은 유래가 있고 그 모양을 고집하고 있다.
병의 디자인은 미국의 루드라는 젊은이에 의해 고안되었는데, 그는 어려운 가정 형편으로 인해 중학교에도 진학하지 못하고 신문 배달, 심부름꾼 등을 거쳐 병 공장의 정식 직원으로 일하게 되었다.
루드에게는 주디라는 여자 친구가 있었다. 어느 날 주디가 오려 온 신문 광고에는 새로운 음료인 코카콜라의 병 모양을 현상 공모한 다는 내용이 실려 있었다.
당선작은 최고 600백만 달러를 상금으로 주겠다고 하는 광고가 적혀있었다.
그렇지만 광고지에 병의 디자인에는 조건이 있었다. 광고지에는 이렇게 쓰여 있었다.
"병의 모양이 예쁘고, 물에 젖어도 미끄러지지 않으며, 보기보다는 콜라의 양이 적게 들어가는 병이라야 한다."
그 후 루드라는 젊은이는 회사를 그만두고 디자인에만 몰두했다. 그리고 6개월 후 그녀가 루드를 찾아갔을 때 그는 아무 것도 해놓은 것이 없었다.
루드는 주디를 본 순간 번쩍이는 영감을 얻어서 그녀의 모습을 빠르게 스케치하고는 작업에 들어갔다.
루드가 디자인한 것은 그녀가 입고 온 그 당시 유행하던 몸에 타이트하게 달라붙는 주름치마를 입고 있었다.
그것을 보고 루드는 병의 모양을 생각해냈던 것이었다. 루드에 의해서 만들어진 코카콜라병은 모양도 예쁜데다 물에 젖어도 미끄러지지 않고 콜라의 양도 적게들어 갔다.
이렇게 하여 코카콜라의 병은 처음이나 지금이나 그 모양을 계속 고집하고 있다.
< 저작권자 ⓒ 서울경제, 무단 전재 및 재배포 금지 >