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화산의 분출 ■화산의 분출 모습 폭발형 화산은 마그마의 끈적임이 커서 큰 소리를 내면서, 폭발적으로 분출하는 화산입니다. 격렬한 폭발과 함께 마그마가 터져 나오며 뜨거운 암석과 재, 기체가 섞인 구름이 하늘 높이 치솟습니다. 미국의 세인트헬렌스, 칠레의 차이 텐 화산이 대표적인 폭발형 화산입니다. ▲폭발형 화산(출처: 에듀넷) 분출형 화산은 마그마의 끈적임이 작은 용암이 되어 줄줄 흘러내리는 화산입니다. 분화가 조용히 일어나며 용암이 강을 이루어 흘러가면서 모든 것을 태우고 뒤덮습니다. 하와이의 마우나로아 산과 바누아투의 마운트 Yasur가 대표적인 분출형 화산입니다. ▲분출형 화산(출처: 에듀넷) ■화산 분출 실험 화산체를 만들 때 빈병을 가운데 놓고 화산을 찰흙 등을 이용하여 만듭니다. 빈병에 붉은색..

축바퀴의 원리 ■축바퀴의 원리 축바퀴란 작은 바퀴와 큰 바퀴를 하나의 축에 고정시켜서 함께 회전할 수 있도록 만든 것으로, 우리 생활에서 많이 이용되고 있는 도구입니다. 축바퀴는 큰 바퀴가 작은 바퀴를 중심으로 연결되어, 양쪽의 바퀴가 함께 돌아가도록 만든 장치로, 바퀴의 크기를 다르게 하여 힘의 이득을 발생시키고 지레의 원리가 적용되기 때문에 ‘회전하는 지레’라고도 불립니다. ▲축바퀴의 모습(출처: 에듀넷) 축바퀴에서는 무거운 물체를 축바퀴의 중심에 있는 작은 바퀴 쪽에 연결하고, 큰 바퀴에 줄을 매달아 힘을 주게 됩니다. 축바퀴의 구조를 살펴보면 힘을 주는 부분, 즉 힘점은 큰 바퀴에 위치하고 있어 축의 중심인 받침점에서 멀리 떨어져 있고, 힘이 작용하는 부분인 작용점은 작은 바퀴에 위치하므로 축의 ..

우리 몸속의 지레 ■ 우리 몸의 3종 지레 우리 몸에서도 지레를 찾아볼 수 있습니다. 몸을 움직이게 해주는 근육과 뼈에서 지레의 원리가 적용됩니다. 팔로 가방을 들어올리는 경우를 생각해 봅시다. 팔을 들 때에는 팔의 안쪽에 붙어 있는 근육, 즉 이두근이 수축하여 관절을 축으로 하여 팔이 들리게 됩니다. 즉, 팔을 들어올리는 힘의 근원은 이두근이라는 근육의 수축인 것이지요. 이때 팔꿈치 아래쪽 뼈(팔뚝뼈)가 지렛대가 되고, 이 뼈가 붙어 있는 팔꿈치의 관절이 받침점이 됩니다. 또한, 이두근이 팔꿈치 아래쪽 뼈에 부착되는 부분이 근육의 힘을 작용하기 때문에 힘점, 물건을 드는 손이 작용점이 됩니다. 팔꿈치 아래쪽 뼈를 지렛대로 생각하면 어떤 지레가 떠오르나요? 이 경우는 힘점이 받침점과 작용점 사이에 있기 ..

일기 예보의 역사 과거에는 동물들의 움직임 또는 피부로 느끼는 기온의 변화로 인한 행동들로부터 내일의 일기를 예측했습니다. 그럼 어떠한 예가 또 있는지 알아봅시다. ‘개미가 개미 집을 막으면 비가 올 징조 ’ 개미는 날씨 변화에 대단히 민감한 곤충으로 특히 습기를 극도로 싫어하는 성질을 가지고 있기 때문에 개미가 구멍을 막는다는 것은 곧 비가 올 징조가 있다는 것이랍니다. ‘제비가 지면 가까이 날면 비가 온다’ 모기나 잠자리 등 곤충들은 습기가 많아지면 날개가 무거워져서 낮게 날게 됩니다. 이러한 곤충들을 잡아 먹는 제비들도 낮게 날게 되는 것이지요. 따라서 평소보다 새들이 낮게 난다 싶으면 비올 확률이 높다고 생각해도 좋습니다. ‘제비집이 떨어지면 화재가 나기 쉽다’는 속담도 제비의 날씨 예지력을 보여..

과냉각 액체 물질은 기본적으로 고체, 액체, 기체로 구분할 수 있습니다. 그렇다면 유리컵, 유리창 등에 널리 사용되는 유리는 어디에 해당될까요? 많은 친구들이 아마도 고체라고 대답할 것입니다. 유리는 과연 고체일까요? 고체와 액체를 구분하는 가장 기본적인 조건은 유동성, 즉 물질이 물처럼 흐르는지의 여부에 있습니다. 유동성이 있으면 액체, 전혀 없다면 고체인 것이지요. 하지만 이 기준으로 설명하지 못하는 물질들도 있습니다. 바로 과냉각 액체라는 물질입니다. 과냉각 액체는 쉽게 말해 고도의 점성을 지닌 액체입니다. 유리가 바로 여기에 속하는데 상온에서의 유리는 누가 봐도 고체처럼 보이지만 실제로는 유동성을 갖춘 액체입니다. 유리는 액체 상태의 물질이 빠르게 냉각되면서 끈적끈적해지다가 굳어져서 만들어진 것입..

뉴런의 구조와 종류 ■ 뉴런의 구조와 기능우리의 감정과 생각이 만들어지는 곳은 뇌입니다. 뇌는 자극을 받아들이고 전달하며, 이를 해석하여 명령을 내리는 신경계의 최고 중추로서, 신경 정보들을 받아들이고 반응을 결정하며 명령을 내리는 중추 신경계와, 우리 몸 곳곳에서 정보를 전달하는 말초 신경계로 나눌 수 있습니다. 뇌와 척수는 중추 신경계에 해당합니다. 뇌는 수십 억 또는 수 조 개의 신경 세포로 구성되어 있습니다. 그리고 뇌를 포함하는 신경계는 모두 신경 세포, 뉴런으로 구성되어 있습니다. 뉴런은 전기적 신호를 이용해 멀리 떨어진 거리에도 정보를 빠르게 전달할 수 있습니다. 신경계에서 신호를 전달하는 역할을 담당하는 뉴런은 모양과 크기가 종류에 따라 다양하지만, 기본적인 구조는 비슷합니다. 그렇다면 한..

신재생 에너지 ■ 새로운 에너지 자원 개발의 필요성향후 20년 후에는 에너지의 수요와 공급의 불균형으로 인해 문제가 발생할 것이며 50년 후에는 화석연료가 거의 고갈될 것으로 예상되고 있습니다. 에너지 고갈에 대비하기 위하여 자원을 절약하는 것도 중요하지만, 현실적으로 에너지 자원을 절약하는 것만으로는 문제를 해결하는 데에 한계가 있기 때문에 화석연료를 대체할 신재생 에너지를 개발할 필요성이 생기게 되었습니다. 현재 선진국에서는 신재생 에너지 개발이 활발하게 추진되고 있으며, 실용화 단계에 접어들고 있습니다. 우리나라에서도 3개 분야의 신에너지(연료전지, 석탄액화가스화, 수소에너지)와 8개 분야의 재생 에너지(태양열, 태양광, 바이오매스, 풍력, 소수력, 지열, 해양에너지, 폐기물에너지)등 총 11개 분..

의식적 반응과 반사 ■ 의식적 반응과 반사야구 경기를 할 때, 날아오는 공을 보고 잡을 수 있는 것은 우리의 대뇌가 관여하여 자극에 대해 적절한 반응을 만들어낼 수 있기 때문입니다. 대뇌는 공이 날아오는 방향과 속도에 대한 정보를 바탕으로 어떻게 움직여야 하는지 명령을 내립니다. 이 명령은 대뇌와 말초 신경계를 연결해 주는 척수를 통해 이동하고, 운동 뉴런을 통해 근육으로 전달되어 우리가 적절한 움직임을 할 수 있도록 해줍니다. 이렇게 대뇌가 관여하여 우리가 의식적으로 할 수 있는 반응을 ‘의식적 반응’이라 합니다. 의식적인 반응이 이렇게 우리의 대뇌가 관여하여 우리의 의지로 할 수 있는 반응이라면, ‘반사’는 우리의 의지와는 상관없는 무의식적 반응입니다. 뜨거운 물체를 만지게 되면 나도 모르게 손을 떼..