여백많은 노트

과학이야기/도로에서

창문 흐림 장치 (미스트 글라스, 스마트 필름 유리) - 뿌연 유리창의 원리

"1호가 될 순 없어"에서 개그우먼 김지혜가 인테리어 견적을 내는 장면이 나옵니다. 알파룸이라고 거실의 일부가 완전히 노출된 것도 아니면서 약간 차단된 공간에 독립성을 주기 위해 유리창 시공을 하면서 스마트 필름이 들어간 유리에 관심을 보입니다. 스마트 필름 유리 (미스트 글라스) 버튼을 누르면 투명하던 창문이 뿌옇게 흐려져서 커튼이 따로 필요없는 유리창이 됩니다. 대구의 3호선 지상철의 경우에도 도심을 지나가기 때문에 아파트나 고층 건물의 사생활을 보호하기 위해서 투명했던 지상철 유리창이 뿌옇게 바뀌게 됩니다. 처음 지상철을 탔을 때 아주 신기했습니다. 미스트 글라스 원리 지상철을 소개하는 글을 보면 전동차 창문에는 두장의 유리 사이로 특수한 필름이 내장되어 있어 이 필름에 전원을 공급하면 맑게 보여지..

음악 나오는(노래하는) 고속 도로 원리

예전에 피아노 계단에 관해 글을 쓴 적이 있는데 댓글에 음악이 나오는 고속도로가 있다고 알려주셨는데 얼마전에 지인이 또 그 원리가 궁금하다고 하는데 음악이 나오는 도로를 달려본 적이 없어서 검색을 해 보고 정리해 봅니다. 음 높이의 원리 공기가 진동하면서 우리 귀에 도달하여 고막을 진동시킵니다. 고막이 진동하면서 귀의 작은 뼈 (청소골)에 의해 증폭되어 달팽이관을 통해 뇌로 전달되면서 소리를 느끼게 됩니다. 달팽이관에 도달한 소리는 각각의 유모세포에 전달되면서 공명할 수 있는 위치의 유모세포를 흔들게 됩니다. 이 때 공명할 수 있는 유모세포의 위치에 따라서 사람의 뇌는 소리의 높이를 인지하게 됩니다. 유모세포는 소리가 1초에 몇번 커졌다 작아졌다를 반복하는 지에 따라서 공명하게 됩니다. 즉, 진동수에 따..

로드 브레이크

운전을 하다보면 도로 한쪽에 색깔이 칠해져 있습니다. 로드 브레이크라고도 부릅니다. 오르막길인 차선은 색칠해 놓지 않고 내리막이 되는 부분에만 색칠해 놓은 것을 볼 수 있습니다. 내리막에서 물체가 받는 힘 물체가 수평면에 놓여있으면 중력과 바닥이 받히는 힘으로 정지하고 있습니다. 경사면에 놓인 물체는 경사면의 각도에 따라서 경사면과 나란한 중력의 일부분의 크기가 달라집니다. 중력의 일부분이 경사면에서 작용하게 됩니다. 경사가 기울어질수록 중력 중에서 경사면을 따라 작용하는 힘이 더 크게 작용하게 됩니다. 마찰력 물체를 미는데 꼼짝도 하지 않는다면 내가 미는 힘과 같은 크기로 바닥이 물체를 반대 방향으로 밀어주기 때문입니다. 이런 힘을 정지마찰력이라고 합니다. 힘을 더 세게 주면 막 움직이기 시작하기 바로..

피아노계단의 원리

요즘 많이 걸으면서 좋아지는 것이 많아졌습니다. 걷다 보니 자주 대중교통을 이용하게 됩니다. 지상철을 타러 가다가 피아노 소리가 들려서 보니 계단이 피아노 모양입니다. 모양만 피아노가 아니라 학생이 올라가는데 계단마다 소리가 납니다. 재미있는 아이디어로 계단을 이용하는 사람을 즐겁게 하는 방법입니다. 처음에는 발을 닿아야하는지 먼저 확인해 보니 닿지 않아도 피아노 소리가 납니다. 사진에서 왼쪽 노란 동그라미 부분에 아래 사진과 같은 장치가 달려 있습니다. 오른쪽 빨간 동그라미 부분에는 아래와 같은 장치가 달려 있습니다. 손으로 왼쪽 앞을 가려도 피아노 소리가 나고 오른쪽 앞을 가려도 피아노 소리가 납니다. 왼쪽 동그라미(발광부)에서 적외선이 나오면 오른쪽 동그라미(수광부)에 도달하게 되는데 이때 사람이 ..

와이퍼속도를 자동으로 조절하는 레인센서의 원리

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..

헬리콥터 꼬리날개의 역할 - 각운동량 보존 법칙

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..

비행기가 뜨는 원리

우리가 여행할 때 자주 이용하는 비행기이지만 이륙할 때마다 신기한 것은 어쩔 수 없습니다. © snowjam, 출처 Unsplash 비행기의 추진력 비행기는 강력한 제트 엔진으로 앞으로 나아갑니다. 팬이 돌면서 공기를 엔진으로 밀어넣습니다. 공기의 일부는 연소실로 들어가서 연료를 태우고 뜨거운 공기를 내뿜으면서 터빈을 돌립니다. 터빈이 돌아가면서 뜨거운 공기는 뒤로 더 많이 빠져나가고 앞에서 차가운 공기가 더 많이 들어옵니다. 공기를 뒤로 내뿜으면 대기의 반작용력으로 강력한 추진력이 생깁니다. 비행기가 뜨는 원리 강력한 추진력으로 비행기가 앞으로 나가면서 비행기가 이륙하게 됩니다. 1. 베르누이 원리 유체의 흐름에서 베르누이의 원리는 아주 중요합니다. 이전에도 몇 번 언급한 적이 있을만큼 우리 생활에 밀..

과속 단속의 원리

안전한 운전을 위해서는 규정 속도를 잘 지키는 것이 첫걸음입니다. 하지만 본의 아니게 과속을 할 때도 있습니다. 과속을 하게 되면 어떻게 감지하는지 알아봅니다. 고정 카메라 단속의 원리 운전을 하다 보면 횡단 보도 앞쪽에 사진과 같은 단속 카메라를 볼 수 있습니다. 과속하는 차가 지나가면 이 카메라가 사진을 찍어서 벌금을 부과합니다. 1. 페러데이 법칙 자석이 있으면 주변에 자기장이 있습니다. 바닥에 놓인 고리에 반시계 방향의 전류가 흐르면 위쪽이 N극인 자석과 같은 자기장이 생깁니다. 자기장 위에 금속 판이 지나가면 금속판에는 자기장이 없다가 자기장이 점점 증가합니다. 자기장이 증가하는 비율이 클수록 금속판 둘레에 전류가 많이 흐르게 됩니다. 금속 판에 자기장이 증가하면 증가하는 것을 방해하는 방향으로..

레미콘과 아르키메데스

도로에서 흔히 마주치는 차가 레미콘 트럭입니다. 글을 쓰면서 이름을 왜 레미콘이라고 지었을까 궁금해서 찾아보았습니다. ready-mixed concrete 의 re:레 mi:미 con:콘 으로 첫 글자로 부른다고 합니다. 이름에서 알 수 있듯이 운반도중에 미리 콘크리트 재료들을 넣어서 돌리면 혼합되어 도착할 때 쯤이면 잘 반죽된 콘크리트 상태가 됩니다. 이동중에는 통속의 커다란 날이 돌아가면서 재료들을 섞어 줍니다. 도착하면 혼합된 콘크리트를 바닥에 쏟아주어야 합니다. 사진에서 본 것 처럼 낮은 방향으로 쏟기 어려운 구조입니다. 오히려 높은 뒷쪽으로 콘크리트가 밖으로 쏟아져 나옵니다. 지금부터 2천 3백여년 전의 아르키메데스(BC 287? ~ BC 212)가 낮은 곳에 있는 물을 끌어올리기위해 고안해 낸..

바퀴가 움직이는데 정지마찰력이 작용해요.

우리는 흔히 움직이면 운동마찰력이 작용하고 정지한 물체에는 정지마찰력이 작용한다고 알고 있습니다. 하지만 항상 그런 것은 아닙니다. 정지마찰력은 면과 면이 상대적으로 움직이지 않는 경우 작용하는 마찰력입니다.운동마찰력은 면과 면이 스치고 지나갈 때 작용하는 마찰력입니다. 대부분의 경우 물체가 움직이면 운동마찰력을 받게 됩니다. 하지만 바퀴가 굴러갈때는 그렇지 않습니다. 바퀴가 바닥과 닿아 있는 모습을 좀 더 가까이 보겠습니다. 확대된 그림처럼 바퀴의 아래부분도 울통불퉁하고 바닥도 마찬가지입니다. 바퀴의 튀어나온 부분이 바닥의 튀어나온 부분에 걸려서 부수지 못하면 걸린채로 위치를 바꾸어 바퀴아래의 옆부분이 바닥에 닿게 됩니다. 스치고 지나갈 정도로 힘이 강하게 작용하면 바닥의 일부분이나 바퀴의 일부분이 떨..

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