현악기나 피아노의 속을 들여다보면 많은 선들로 이루어져 있습니다. 최대한 선이 보이도록 피아노를 열었지만 망치까지는 떼낼 수가 없네요. 정상파 끝이 고정되어 있는 줄을 따라 진동하는 파가 있으면 끝에서 반사되어 서로 합쳐집니다. 끝은 움직일 수 없게 고정되어 있기 때문에 움직이지 못하고 다른 줄의 부분만 움직일 수 있습니다. 길이가 L인 줄이 있으면 파동이 줄에서 반개나 한 개 혹은 1.5개와 같이 1/2개의 정수배가 되는 경우에만 진동이 유지되어 소리가 잘 나게 됩니다. 이런 현상을 정상파라고 합니다. 현악기의 진동수 정상파가 만들어져야 소리가 잘 나기 때문에 그 조건을 찾아보았습니다. 현의 길이=반파장의 몇배 일상에서는 진동수로 파동을 표시하는 경우가 많습니다. 진동수는 1초에 반복운동을 몇번하는지를..
방망이로 공을 치거나 골프를 칠 때 잘 맞으면 손에 감각이 거의 없이 멀리 날아가는데 어떤 경우에는 손이 아프게 되는 경우가 있습니다. 공이 잘 맞아서 멀리 날아가는 것은 공이 방망이나 골프채의 특정 위치에 맞았을 때 입니다. 이 위치를 우리는 스윗 스팟 (sweet spot)라고 하는 달콤한 용어를 사용합니다. 스윗 스팟의 사전적 의미 스포츠 용어로는 테니스나 야구 배트에 공이 맞았을 때 가장 멀리 날라갈 수 있는 지점을 말합니다. 일상용어로는 영화관 좌석을 표현할 때 영화를 보기 가장 좋은 좌석을 말하기도 합니다. 스크린의 폭만큼 떨어진 위치를 말한다고 합니다. 경제 용어로는 기업이 소비자에게 가장 친밀감을 받는 시점이나 주식의 경우 최소의 수익을 올릴 수 있는 투자처를 스윗 스팟이라고 부른다고 합니..
2018년 12월에 개정한 2019 리그 규정과 야구 규칙을 발표했는데 공인구의 반발계수 허용 범위를 이전의 0.4134~0.4374에서 일본 프로야구처럼 0.4034~0.4234로 조정하기로 발표했습니다. 반발계수가 높으면 타구의 비거리가 늘어나기 때문에 공인구가 극심한 타고투저의 이유 중에 하나라는 지적을 벗어나기 위함이라고 합니다. 실제 2018년 정규리그에서는 720경기에서 1천 756개의 홈런이 나오는 신기록을 세우기도 했다고 합니다. 야구공(출처: 두산백과) 개인적으로 삼성을 응원하고 열심히 보고 있는데 이 기사 때문인지 홈런도 덜 나오는 것 같은 생각이 드는 것은 기분 탓일까요? 반발계수 반발계수는 충돌후 상대 속도를 충돌 전 상대속도로 나눈 값입니다. 예를 들면 시속 150km를 던지는 투..
사해 부근에서 1947년 양치기들이 구약성서가 히브리어로 적혀져 있는 파피루스와 양피지를 발견했습니다. 종교적이나 역사적으로 중요한 내용이 적혀있어서 연대를 몹시 알고 싶어했습니다. 워낙 잘 보존되어있었기 때문에 학자들은 최근에 만들어졌다는 의심을 했지만 윌러드 프랭크 리비교수가 탄소 연대측정방법을 사용하여 발견한 시점으로부터 1950년 정도 이전의 문서임을 확인했습니다. 사해두루마리(출처:위키미디어, by Osama Shukir Muhammed Amin) 반감기 방사성물질의 핵은 자연붕괴하면서 일정기간이 되면 핵의 개수가 반으로 줄어듭니다. 이 기간을 반감기라고합니다. 자연에 가장 많은 탄소는 원자번호가 6번이면서 원자질량이 12입니다. 원자번호가 6번이면서 질량이 다른 동위원소는 11, 12, 13,..
비가 오면 앞 유리창에 떨어지는 비 때문에 시야가 나빠지지만 와이퍼가 적당한 속도로 움직여 주니 따로 신경쓰지 않고 속도를 자동으로 두고 운전합니다. 예전에는 굴 속에서는 와이퍼를 끄고 도로로 나오면 다시 켜고 신호 대기중에도 그냥 왔다갔다하는 와이퍼를 보고 있었는데 점점 자동으로 움직이는 와이퍼에 익숙해졌습니다. 와이퍼가 비의 양을 어떻게 알고 속도를 조절하는 것인지 궁금해서 알아봤습니다. 검색 결과 설명들이조금씩 다르고 제가 레인 센서의 구조를 정확하게 모르기 때문에 설명이 틀릴 수도 있습니다. 혹시 정확하지 않은 부분이 있으면 알려주시기 바랍니다. 레인센서의 구조 발광다이오드와 광다이오드(포토다이오드)가 같이 들어있는 구조입니다. 전구의 종류와 원리 어릴 때 백열등과 형광등을 사용하다가 요즘은 거의..
날씨가 더워지기 시작하면서 에어컨도 전원을 꼽고 선풍기도 살펴보았습니다. 지난 가을에 선풍기를 씻어서 넣다가 10년 넘게 사용한 선풍기가 부러지는 바람에 버렸던 것이 이제 생각났습니다. 마트에 가니 선풍기가 여러 종류가 있고 가격대도 천차만별입니다. 리모컨이 있는 선풍기도 있네요. 그냥 이만원대의 가장 간단한 선풍기를 들고 왔습니다. 아이들이 어릴때는 선풍기 날개에 손가락이라도 넣을까봐 그물망을 씌어 놓았는데 요즘은 날개없는 선풍기도 있습니다. 날개없는 선풍기(출처:위키피디아) 다이슨사에서 만든 날개없는 선풍기의 원래 이름은 공기 증폭기(air multiplier)입니다. 바람의 원리 압력이 높은 곳에서 압력이 낮은 곳으로 기체가 이동하는 현상을 바람이라고 합니다. 약한 바람에서 태풍까지 압력의 차이가 ..
블로그에 글을 쓰면서 사진에 대한 관심이 늘고 있습니다. 아직 사진을 잘 찍는 수준이 아니라 휴대폰으로 찍고 있지만 기능이 많은 카메라를 사용해서 근사한 사진을 찍고 싶은 욕심도 있습니다. 카메라로 사진을 찍는 과정에도 많은 과학 원리가 있습니다. 카메라 렌즈를 통해 들어온 빛이 다시 상을 만듭니다. 상을 저장하는 방법에 따라 카메라를 나누어 보았습니다. 필름 카메라 요즘은 사용하지 않지만 아이들 어릴 때는 사진을 찍어 현상하고 인화해서 사진첩에 끼워 넣고 설명을 적곤 했습니다. 1. 감광 렌즈를 통해 들어온 빛이 상을 맺는 위치에 생필름이 오도록 합니다. 생필름은 할로겐화은이 포함된 감광제가 발려 있어서 빛을 받으면 잠상이 생깁니다. 2. 현상 잠상의 빛을 받은 할로겐화은은 알칼리성의 현상액과 반응해서..
어릴 때 백열등과 형광등을 사용하다가 요즘은 거의 LED등을 사용합니다. 조명가게에서도 LED등을 대부분 취급할 정도로 많이 사용합니다. 요즘은 거의 사용하지 않지만 기억 속에 있던 백열등과 형광등 그리고 LED등의 원리를 살펴보았습니다. 백열등 1879년 에디슨이 발명한 전구로 탄소 필라멘트를 진공의 유리구 속에 넣어 만들었습니다. 처음에는 진공으로 만들었는데 필라멘트가 고온에서 증발해 가늘어지면서 수명이 짧아져서 질소를 넣기시작했다고 합니다. 백열등 (출처 : 위키백과) 텅스텐으로 된 필라멘트를 진공의 유리구에 아르곤이나 질소가스를 넣고 만든 전구입니다. 텅스텐 녹는점 3390도이며 전구에 불이 켜질 때 필라멘트의 온도는 약 2000도 입니다. 필라멘트에 전류를 흐르게 한다는 것은 전자가 텅스텐 원자..
김치 냉장고를 포스팅하면서 김치를 더 맛있게 먹으려면 김치가 되는 과정을 알면 도움이 되겠다는 생각에 김치가 만들어지는 동안의 여러 원리들을 살펴 보았습니다. 2019/05/01 - [과학이야기/부엌에서] - 김치냉장고 구조의 원리 삼투압 반투과성 막을 통해 농도가 낮은 곳에서 농도가 높은 곳으로 물이 이동하는 현상을 삼투압이라고 합니다. 소금물에 배추들 담궈 놓으면 농도가 낮은 배추에서 농도가 높은 소금물로 물이 이동합니다. 배추속의 물이 작아져서 부드러워 집니다. 시든 배추를 맑은 물에 담가 놓으면 통통해지는 것도 삼투압현상으로 맑은 물쪽이 농도가 낮기 때문에 물이 배추 속으로 들어가게 됩니다. 배추를 소금물에 절이지 않고 양념을 하면 역시 삼투압에 의해 배추의 물이 양념에 흘러나와서 물김치처럼 물이..
크리스마스가 되면 트리 전구를 달아서 장식합니다. 전구의 연결 전구를 직렬로 연결하면 전구가 하나만 끊어져도 모두 불이 꺼져버립니다. 병렬로 연결하면 한 개가 끊어져도 다른 전구들은 모두 불이 들어옵니다. 하지만 병렬로 연결하면 전구 하나하나에 240V의 전압이 걸리게 되면 더 밝기도 하지만 온도도 많이 높습니다. 전기 줄은 화재를 일으키기 쉽게 됩니다. 전구를 연결하기 위해서 사용하는 전선의 길이도 너무 길어집니다. 전기줄이 너무 많아도 보기가 흉합니다. 트리 전구의 원리 트리 전구를 직렬로 연결하면 전구마다 전압이 나뉘어져서 불이 약하지만 온도도 높이 올라가지 않고 안전하게 사용할 수 있습니다. 불이 들어오는 전구(왼쪽)과 망가진 전구(오른쪽) 필라멘트 아래 양쪽을 연결하는 점퍼을 달아 놓았습니다. ..
냉장고가 생기면서 살림이 편해졌다는 어머니의 말씀을 듣고 보면 집집마다 냉장고를 가지고 생활한 것이 그리 오래된 것은 아닙니다. 냉장고도 용도에 따라 모양이 달라야 합니다. 공기의 밀도 공기는 온도가 높아지면 운동이 활발해져서 밀도가 작아집니다. 상대적으로 차가운 공기는 밀도가 커서 아래로 내려가고 뜨거운 공기는 위로 올라가게 됩니다. 따뜻한 물질이 위로 올라가고, 차가운 물질이 아래로 내려가는 열의 이동을 대류라고 합니다. 냉장고의 원리 가정용 냉장고는 전기를 사용해서 프레온 기체를 압축합니다(4, 압축기). 압축된 기체는 냉장고 뒤의 구불한 방열판 (1, 부엌)을 통과하면서 열을 방출하면서 액체가 됩니다. 프레온 액체가 (2, 팽창밸브)의 팽창 밸브를 통과하면서 급속하게 부피가 증가하면서 주변의 열을..
질량을 재는 저울은 생활에서 아주 요긴한 도구입니다. 앞으로 곧 바뀔 질량 1kg을 약속할 때 재던 키블저울처럼 아주 정밀한 저울에서부터 간단히 사용하는 용수철저울까지 다양한 저울이 많이 있습니다. 2019/03/04 - [과학이야기/교과서에서] - 키블저울로 플랑크상수 측정 양팔저울 시장이나 한약방에 가면 흔히 볼 수 있던 저울입니다. 약저울 (출처 : 에듀넷) 돌림힘의 합이 영이면 물체가 정지한 채로 있는 원리를 이용한 저울입니다. 돌림힘은 손잡이로부터 떨어진 거리 곱하기 무게입니다. (약의 무게)×(a길이)=(추의 무게)×(b길이) 몇개의 저울 추를 가지고 있으면 아주 넓은 범위의 질량을 잴 수 있는 좋은 저울입니다. 스프링 저울 조리용으로 가지고 있는 저울입니다. 내부에 스프링이 들어있는 간단한 ..
헬리콥터의 날개가 돌아가면서 떠오르는 것은 비행기의 이륙과 기본적인 원리는 같습니다. 비행기는 추진력으로 앞으로 나아가면서 날개 주변의 공기 흐름의 도움으로 떠 오릅니다. 2019/04/23 - [과학이야기/생활에서] - 비행기가 뜨는 원리헬리콥터는 보통 비행기의 날개와 모양이 비슷한 날개를 돌리면서 공기의 도움을 받아 이륙합니다. 정지하고 있던 헬리콥터가 떠오르기 위해서는 중앙 회전 날개를 돌려야 합니다. 각운동량 보존법칙 회전하는 물체는 각운동량이 있습니다. 이 물체에 돌림힘을 주지 않으면 각운동량은 변하지 않습니다. 각운동량=(회전 관성)*(회전속도) 가장 유명한 예로 김연아 선수의 트리플 악셀 사진에서 처음에는 팔을 벌리고 돌기 시작해서 팔을 오므리면 더 빨리 도는 모습을 볼 수 있습니다. 201..
무쇠 솥을 장만했습니다. 무쇠솥 밥맛이 좋은 이유 열용량은 1도 온도 올리는데 필요한 열로 열용량이 크면 온도변화가 적게 됩니다. 열용량은 비열 곱하기 질량이므로 같은 재료라도 무거울수록 열용량이 큽니다. 비열은 도자기와 알루미늄이 비슷하고 무쇠와 스텐레스가 비슷하며 도자기 보다 작습니다. 열전도율이 크면 한쪽 끝에서 열을 공급할 때 다른 한 쪽 끝에 열이 빨리 전달됩니다. 열전도율은 알루미늄이 아주 크고 무쇠가 그 다음이고 스텐레스가 더 작고 도자기는 아주 작습니다.
요즘 쓰레기 문제에 관심이 많아 지면서 많은 사람들이 자신의 물병을 들고 다닙니다. 겨울이면 따뜻하게 여름이면 시원하게 가지고 다니기 위해 보온병을 장만합니다. 보온병을 하나 장만해서 출 퇴근길에 사용할까 생각하면서 알아 보고 있습니다. 텀블러라고 부르면서 뚜껑이 있는 보온컵을 많이 들고 다니기에 궁금해서 검색해보니 ‘굴러가다(tumble)’라는 어원을 가진 원통형 컵이라고 합니다. 어릴 때 소풍갔다가 보온병을 깨서 혼난 기억이 있습니다. 다녀와서 보니 거울 같은 유리 조각들이 플라스틱 병안에 들어 있었습니다. 보온병은 발명가 듀어(James Dewar, 1842~1923)의 이름을 따 ‘듀어병’이라고 부르기도 합니다. 보온병(출처 : Pixabay) 열의 전달 열은 전도(conduction), 대류(c..