고체의 밀도 측정
① 밀도를 측정하려는 고체 시료는 물이 불용성이고 물과는 반응하지 않는 것이어야 한다. ② 이 고체 시료의 무게를 정확히 측정한다. ③ 따로 약 100ml의 물을 비커에 넣고 물의 온도를 측정한 다음 이 비커의 물을 100ml 눈금 실린더에 약 반쯤 채워서 부피를 정확히 측정한다. ④ 그리고 측정하려는 이 고체 시료를 조심스럽게 실린더에 넣고 물의 부치를 다시 측정한다. ⑤ 이때 물의 부피차이가 고체 시료에 의해서 증가된 물의 부피로서 고체 시료의 실제 부피가 된다. ⑥ 위의 조작을 3번정도 되풀이 하여 평균값을 구하여 고체의 밀도를 측정한다
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액체의 밀도 측정 방법
① 100ml 눈금 실린더를 깨끗이 씻어 말린 후 이 실린더의 무게를 mg 단위까지 정확하게 단다. ② 이 실린더에 약 50ml의 액체시료 (휘발성이 크지 않는 사염화 탄소 등이 좋다.)를 넣고 부치를 정확하게 측정한다. ③ 눈금 실린더와 액체 시료의 무게를 함께 단다. ④ 액체시료 수 ml를 버리고 새로운 부피를 측정한 다음 다시 무게를 단다. ⑤이와 같은 조작을 3번정도 반복하여 액체 시료의 밀도를 측정한다.
비중 시험 (Specific Gravity Determination)
흙입자의 비중이란 4℃에서의 증류수의 단위중량에 대한 흙입자의 단위중량과의 비로 정의된다. 흙입자의 비중은 흙의 기본적인 성질인 공극비와 포화도, 간극비, 전체단위중량, 건조단위중량, 비중계분석 등를 아는데 필요할 뿐만 아니라, 흙의 견고한 정도나 유기질토에 있어서의 유기물 함유량을 구하는 데에 이용되며 이를 위해서 흙입자의 비중실험을 하는 것이다.
흙의 비중이란?
흙의 비중이란 4℃에서의 증류수의 단위중량에 대한 흙입자의 단위중량과의 비로 정의된다. 따라서 흙의 비중은 그 흙을 조성하는 광물질의 단위중량과 관계되므로, 철분과 같은 성분을 포함하고 있으면 비중의 값은 커진다. 흙의 기본성질인 간극과 포화도를 아는데 필요할 뿐만 아니라 흙의 다짐의 정도와 유기질흙에 있어서 유기물함량을 구하는데 이용된다. 비중 시험을 하기 위해 비중병에 물기가 없어야 하는데 물기를 없애기 위해 건조기에 넣어도 잘 없어지지 않아 시험하기에 조금 시간이 소비되었다. 비중병에 온도를 가하기 위해 알코올램프에 불을 붙여 가열할 때 비중병 안에 있는 물이 넘치지 않도록 한눈팔지 않도록 조심 했었다. 1,3번 시험은 비슷한 결과가 나왔지만 2번째는 그렇지 않았다. 알코올램프의 불의 세기가 각각 달라서 같은 시간을 가열 했어도 2번의 시료 속에 들어있는 기포가 완전히 날아가지 않아서 그런 오차가 발생한 것 같다.
비중계(Hydrometer) 실험 목적
흙탕물 속에서 토립자가 침강되는 동안 상부는 묽어지고 하부는 짙어지므로 흙탕물 비중이 달라진다. 굵은 것부터 침강되므로, 침강시간에 따른 비중계 구부 중심 부분의 흙탕물 밀도를 재서, 흙 시료에 포함된 입경 별 함유량을 구한 결과로 입도 분포곡선을 그린다. 여기서, 침강 속도에 따른 토립자 굵기는 stoke's 법칙을 적용하며 토립자 크기가 0.2mm~0,0002mm에 유효하며 Colloid와 같은 미립자에는 적용할 수 없다. 흙을 토목재료로 사용하는 구조물 즉, 흙댐이나 하천제방, 도로 또는 비행장 활주로 등에서는 흙의 공학적인 성질을 파악하는데 흙입자의 크기와 그 입도분포가 대단히 중요한 자료로 사용된다. 따라서 흙의 입도분포를 결정하는 것은 모든 토질시험의 기초로 되어있다 .흙의 입도분포는 흙의 종류에 따라서 체분석이나 비중계분석을 실시하여 구한다. 즉, 조립토는 체분석을 실시하여, 세립토는 비중계분석을 그리고 혼합토는 체분석과 비중계분석을 병행하여 입도분포를 구한다.
뼈의 기능
뼈는 가장 단단한 조직으로 많은 일을 하며 성장한다. 특히 뼈에는 혈관과 신경이 있는데, 뼈의 중요한 기능은 다음과 같다. 1) 저장기능으로 칼슘, 인 등의 무기질이나 염화물을 저장하고 필요에 따라 혈액에 방출한다. 2) 조혈기능으로 적색골수에 의하여 활발한 조혈이 이루어진다. 장골의 골단, 편평골, 단골 등의 해면질에는 일생동안 적색골수가 있으며 조혈작용을 하게 된다. 3) 보호기능으로 내장, 뇌, 척수, 안구 등의 장기를 보호한다. 4) 지지기능으로 코 등의 연부조직을 형태적으로 지지하는 것 외에 추골과 하지의 뼈는 체중을 지지하는 작용을 한다. 특히 하지골은 체중을 지지하며 보행 등의 운동을 하기 때문에 뼈의 구조를 성장시키거나 발달하게 만든다. 5) 지렛대 작용으로 뼈에는 근육이 부착되어 있어 관절의 운동에 대해 지렛대의 역할 중 힘판의 작용을 한다.
H원자의 핵융합
H원자를 핵융합해서 He을 만들기 위해서는 태양의 에너지에 맞먹을 정도의 초고온이 필요하다. 초고온의 에너지를 주면 수소 원자들이 고속으로 돌다가 충돌하여 융합하게 되는 것이다. 태양에서 이런 수소 핵융합 반응이 일어나고 있다. 하지만 태양에서는 He 밖에 만들어지지 않는다. 그 이상 무거운 원소들을 만들기 위해서는 훨씬 더 큰 에너지를 필요로 하다는 것이다.
가우스의 생애
벽돌 굽는 노동자의 아들로 태어난 가우스는 그 고장 영주인 브라운 시바이크 공의 도움으로 Gottingen 대학에 입학(1795년)하여 수학을 전공하였다. 졸업(1798년)한 그 이듬해에 학위를 받았는데 그 때 제출한 논문이 대수학의 기본정리, 즉 를 증명한 것이다. 그는 1807년 신설된 괴팅겐 천문대 대장과 괴팅겐대학 교수를 겸임한 이래 줄곧 그 지위를 지키면서 수학 활동을 평생동안 하였다.그의 연구 성과는 확률론, 물리학, 천문학, 측지학, 등을 포함하고 있으며 따라서 그를 위대한 수학자라고 하기보다는 위대한 수리학자라고 부르는 것이 적절하다. 1777년 독일에서 벽돌구이의 가정에서 태어남 1795-1998년 Gottingen대학에서 공부 1795년 2차형식에 관한 상호법칙 발견, 최소제곱법의 발견 1796년 복소수 평면의 도입 1799년 대수학의 기본 정리 증명 1800년 타원함수 발견 1801년 를 발표 1807년 괴팅겐 천문대의 대장이 됨 1829년 "최소작용의 원리"를 발견 1831년 Gottingen대학 물리학 교수에 취임 1832년 제량측정의 "절대단위"를 제창 1833년 베버와 함께 전자작용을 응용한 유선전신기 발명 1840년 Potential에 관한 가우스정리를 발견 1855년 사망
가우스의 업적
가우스의 1부터 100까지의 합을 아주 짧은 시간에 구해낸 일화는 너무나 유명하다. 가우스는 아카데미 시절 이항정리, 산술 - 기하평균, 소수론과 보데의 법칙 등을 발견했다. 이후 1795년 괴텡겐 대학에 입학하여 더욱 왕성한 활동을 했다. 2차 형식에 관한 상호법칙과 최소제곱법을 발견했고 복소수 평면을 도입했다. 대학을 졸업하던 해인 1798년, 열 여덟의 나이로 2천년 이상 관심사이던 정 17각형의 작도법을 발견해내기도 했다. 이 발견으로 수학계 전체가 흥분하기도 했다. 그 외 가우스기호, 가우스함수 등 수많은 발견을 했다. 무엇보다도 1799년 박사논문에서 발표한 '대수학의 기본정리'는 수세기 동안 수학자들이 이해를 하지 못했던 것이었다. 그리고 1801년 출판된 '수론연구(Disquistiones arithemeicae)'는 정수론과 관련된 업적들을 총망라한다. 특히 방정식 x^n-1=0의 해를 구하는 것과 원주의 n등분 작도 가능성과의 관계를 정수론 적으로 설명하고 있다. 수학사에서 18세기와 19세기의 구분은 가우스를 경계로 한다고 해도 과언이 아니다. 복소수를 수학적 대상으로 인식, 기호화해 엄격한 수체계를 확립했다. 그는 천문학에서도 두드러졌다. 1801년 소행성 세레스를 발견하고 그 궤도를 최소제곱법으로 계산해 다음번 출현을 청확히 예측한 바 있다. 이후 괴팅겐 천문대장으로 재직한다. 가우스는 분포를 발견하는 등 현대 통계학의 기초를 다진 사람 중 한명이다. 1820년대에는 베버와의 공동연구를 통해 광학, 자기학, 기계학, 음향학 등 많은 물리학 분야에 업적을 남겼다.
태풍이란?
중심 최대풍속이 17m/s 이상의 폭풍우를 동반하는 열대저기압이다. 사람들이 태풍의 모습을 보기 시작한 것은 지난 1960년 세계 최초의 기상 위성이 지구 상공으로 쏘아 올려진 때부터다. 이 때 사람들은 구름 사진을 통해서 웅장하고도 아름답게 보이는 동그란 태풍의 실체를 확인했다. 북태평양 남서부에서 발생하여 아시아 동부로 불어온다. 세계기상기구는 최대풍속에 따라 4계급으로 분류하며, 열대성폭풍부터 태풍의 이름을 붙이는데, 한국과 일본은 열대성폭풍 이상을 태풍이라고 한다. 1946년까지는 난양이나 남중국 해상 등에서 발생하여 필리핀․중국․한국․일본 등으로 올라오는 맹렬한 폭풍우라고 정의했을 뿐 확실한 기준은 없었다. 태풍은 경도 180 선 이서의 북태평양 열대 지방, 특히 마리아나 제도 캐롤라인제도 마야샬군도 부근에서 발생하여, 필리핀, 중국대륙, 타이완 섬, 일본, 우리나라 일대를 습격하는 열대성 저기압을 말한다. 적도부근의 열대 해상에서 발생하는 저기압으로, 반지름이 약 500㎞, 중심에 반지름 약 30㎞의 눈이 존재한다. 발생 초기에는 약한 열대저기압으로 출발하여 최대 풍속이 17m/s를 넘으면 태풍으로 이름이 붙는 것이다
명왕성의 물리적 성질
명왕성은 아주 먼 곳에 있기 때문에 망원경으로 관측해도 별처럼 점으로만 보인다. 지구에서 보이는 크기는 각도로 따져보면 0.08"이다. 따라서 겉보기의 크기로부터 지름을 정확히 재기는 어렵다. 기본적인 물리량인 질량도 최근까지는 확실하게 알려져 있지 않았다. 1978년에 위성인 샤론이 발견되어, 그의 운동을 통해 명왕성의 질량은 지구질량의 500분의 1, 달의 6분의 1로 알려지게 된 것이다. 명왕성의 밝기는 지구에 가장 가까이 올 때에도 14등급이다. 이 밝기로부터 명왕성의 지름은 3000km 이하로 추정되었다. 그러나 1985년부터 1987년에 걸쳐 샤론이 명왕성을 가리는 식 현상이 몇 번 관측되었다. 이 현상이 계속 됨으로써 명왕성의 지름이 약 2300km 정도 임이 밝혀졌다. 이 크기는 소행성 중에서 가장 큰 세레스의 2.3배에 지나지 않고, 우리의 달의 3분의 2밖에 되지 않는 크기이다. 다른 행성과 비하면 매우 작다. 명왕성의 이러한 여러 가지 특징은 행성을 닮았다기 보다는 목성형 행성의 위성과 비슷한 면이 많다. 따라서 학자들 중에는 오래 전에 아주 질량이 큰 행성이 해왕성을 스쳐 지나가면서 해왕성의 위성이던 명왕성을 해왕성으로부터 떼어내어 태양을 돌도록 했고 이때 명왕성은 큰 행성의 인력으로 두 조각이 나서 샤론과 명왕성이 되었다고 주장하기도 한다.
달의 대기
지구에는 두터운 대기가 있는데, 달에는 대기가 전혀 존재하지 않는다. 왜 이런 일이 생겼는가? 달은 구성한 재료에 원래 대기를 형성하는 성분이 없었다고 하는 생각이 있다. 대기를 형성하는 기체나 물 등의 성분은 약간은 있었지만 달의 중력이 작았기 때문에 우주 공간으로 달아나 버렸다는 생각도 있다. 아마 달의 재료 물질에 원래 대기 성분이 적었으며, 그나마 만들어진 대기도 우주 공간으로 사라져 버린 것이 아닐까? 달의 경우, 물의 성분이 되는 수소가 특히 적다. 지구의 경우, 수소는 수산기로서 보통 광물 속에도 많이 있다. 그러나 달의 암석에는 물의 흔적조차 없다. 따라서 원래 달의 재료 물질에는 그와 같은 휘발성 물질이 없었던 것으로 생각된다. 물이나 휘발성 원소가 풍부한 광물은 태양계가 생겼을 때에 비교적 저온에서 만들어진 먼지에 포함되었다. 그러나 고온 상태에서 만들어진 먼지에는 그와 같은 물질이 없다. 이러한 점에서 달이 다른 곳에서 생겨나고 나서 지구에 포착되었다고 하는 설은 맞지 않는다. 달이 지구 주위의 먼지에서 갑자기 형성되었다면, 대기를 만드는 물질이 없어도 가능하다. 또 지구가 다른 천체와 충돌했다면 그때와 고온에 노출된 것이 된다. 어느 설을 취해도 달은 처음부터 대기다운 대기는 갖고 있지 않았다고 생각된다.
모혜성
유성군(流星群)의 원인으로 추측되는 혜성. 예를 들면, 5월의 물병자리 η유성군과 10월의 오리온자리 유성군은 핼리혜성이 그 모혜성으로, 11월의 황소자리 유성군은 엥케혜성이 모혜성으로 밝혀졌다. 그러나 모든 유성군의 모혜성이 알려진 것은 아니며, 그 중에는 이미 모혜성이 사라졌다고 생각되는 것과 행성의 인력으로 모혜성의 궤도가 바뀌어 유성군만 남은 것으로 생각되는 것도 있다. 혜성과 지구의 궤도 일치와 유성우의 발생 그렇다면 모든 혜성에 대해서 유성우가 발생할까요? 하지만 1년에 우리가 볼 수 있는 유성우는 그리 많지 않습니다. 예를 들어 1997년에 왔던 대 혜성인 헤일-밥 혜성의 경우에는 그를 모혜성으로 하는 유성우가 없습니다. 그 이유는 혜성과 지구의 궤도 일치여부로 설명 할 수 있습니다. 혜성에 대한 세미나는 따로 있을 예정이므로 혜성에 대해서는 자세한 설명을 하지는 않겠습니다, 혜성은 행성과 마찬가지로 일정한 궤도로 태양의 주위를 공전하고 있습니다. 하지만 혜성의 공전 궤도는 수평적인 일직선상에 형성되어 있는 행성들의 궤도와는 달리 상당히 틀어진 궤도를 가지고 있습니다. 그래서 지구나 다른 행성궤도와 일치하는 지점이 생깁니다. 그래서 그 지점을 지구가 지날 때 혜성이 남기고간 잔해들과 만나면서 유성우를 내리게 되는 것입니다.
유성우
유성우에 대한 가장 오래된 기록은 [춘추]의 "별들이 소나기처럼 떨어진다."로, 기원전 687년 3월 23일에 나타난 현상이다. 유성우의 정체는 혜성들의 찌꺼기로, 혜성이 길다란 타원 궤도를 그리며 태양을 공전할 때, 혜성이 지나간 자리에는 혜성에서 유출된 많은 물질들이 남는다. 따라서 매년 주기적으로 지구가 태양을 공전하다가 혜성의 지나간 자리를 통과하게 되면 혜성의 찌꺼기들이 지구의 중력에 이끌려 대기권으로 쏟아져 유성우가 내리게 된다. 복사점 유성체들이 대기와 충돌 할 때 동일 방향의 유성들은 동일한 한 지점에서 방사되어 나오는 것처럼 보이는데, 이 점을 복사점이라고 한다. 유성우의 이름은 복사점이 위치하는 영역의 별자리이름을 따서 명명된다.
별자리상식
별자리 상식 1. 가장 큰 별자리와 가장 작은 별자리 별자리 중에서 가장 큰 영역을 차지하고 있는 것은 봄철에 볼 수 있는 바다뱀자리이다. 그 면적을 각도로 표시하면 1303, 보름달이 약 6500개 들어갈 수 있는 면적이다. 가장 작은 별자리는 남쪽에 있는 남십자가 자리이다. 2. 가장 위대한 관측 천문학자 티코 브라헤는 굉장한 천재였다. 그러나 14세에 일식을 보고 감동한 후로는 2시간만 잠을 잘 정도로 소년시절의 대부분을 별을 관측하는데 보냈다. 17세에 이미 행성의 위치를 정확히 관측해서 이전 학설이 틀리다는 것을 밝혀냈고, 26세 때에는 `티코의 별`로 명명된 초신성을 발견했다. 일생을 관측에만 전념했던 그는 그 외에도 많은 관측자료를 남겼는데 이것은 후에 그의 조수였던 케플러에 의해 태양계의 모습을 밝히는 귀중한 자료로 이용되었다. 3. 망원경의 발명 최초의 망원경이 만들어진 것은 1608년 네덜란드의 렌즈 제작자 리 페르셰에 의해서이다. 그러나 실제 별을 관측할 수 있는 천체 만원경을 만든 사람은 이탈리아의 갈릴레오이다. 그는 네덜란드에서 망원경이 발명되었다는 말을 듣고 곧 천체 망원경을 만들었다. 그는 자신의 망원경을 이용해서 달의 분화구, 태양의 흑점, 목성의 위성 등을 관측했다. 4. 망원경으로 본 별의 모습 별은 지구에서 너무 멀리 떨어져 있기 때문에 아무리 좋은 망원경을 써도 점으로 밖에는 보이지 않는다. 따라서 천체 망원경의 가장 중요한 역할을 별빛을 모으는 데 있다. 뿌연 안개같이 어두운 성운이나 은하도 망원경을 이용해서 보면 별들이 촘촘히 박힌 아주 멋진 모습
