(기술) 열차의 안전 운행을 위한 장치-33문제(EBS 독서 독해의 원리 대비)
[I410-113-24-02-088610973] 열차 운행의 중요한 과제는 열차를 신속하게 운행하면서도 열차끼리의 충돌 사고를 방지하는 것이다. 열차를 운행할 때는 일반적으로 역과 역 사이에 일정한 간격으로 구간을 설정하고 하나의 구간에는 한 대의 열차만 운행하도록 하는데, 이러한 구간을 ‘폐색구간’이라고 한다. 폐색구간을 안전하게 관리하면서도 열차 운행의 속도를 높이는 데 도움을 주기 위해서 열차나 선로에는 다양한 안전장치들이 설치되어 있다.
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(기술) 다이내믹 스피커의 작동 원리-43문제(EBS 독서 독해의 원리 대비)
[I410-113-24-02-088611309] 북을 치면 소리가 난다. 북을 쳤을 때 북의 가죽에서 진동이 일어나고 이로 인해 공기가 진동하여 소리를 내는 것이다. 이때 공기가 가죽의 진동을 받아 생기는 진동수가 크면 높은 음이, 작으면 낮은 음이 난다. 그리고 공기의 진폭이 크면 강한 소리가, 작으면 약한 소리가 난다. 스피커도 이와 같은 원리로 전류의 진동수나 진폭에 따라 다양한 소리를 재생한다.
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(기술) GPS 위치 측정-35문제(EBS 독서 독해의 원리 대비)
[I410-113-24-02-088611265] 우리는 내비게이션을 통해 목적지까지의 경로를 탐색하거나 스마트폰을 이용해 자신이 현재 있는 위치를 확인할 수 있다. 이는 GPS(Global Positioning System)로 인해 가능한 것이다. 그렇다면 GPS는 어떻게 현재 위치를 파악하는 것일까? GPS는 크게 GPS 위성과 GPS 수신기 등으로 구성된다. 현재 지구를 도는 약 30개의 GPS 위성은 일정한 속력으로 정해진 궤도를 돌면서, 자신의 위치 정보 및 시각 정보를 담은 신호를 지구로 송신한다.
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(과학) 심해저 생물의 생존 방식-39문제(EBS 독서 독해의 원리 대비)
[I410-113-24-02-088611336] 전 세계 해양의 평균 수심은 4,000미터 가까이 되며, 심해저에는 태양 에너지가 도달할 수 없어서 광합성을 하는 일차 생산자가 생존할 수 없다. 심해저에 서식하는 동물은 결국 바다의 표면에서 해저로 떨어져 내리는 유기물에 의존할 수밖에 없다. 그것들은 해양 생물들이 분해되고 남은 잔존물로서 ‘바다의 눈(marine snow)’이라 불린다. 해양 생물이 죽게 되면 다른 생물의 먹이가 되거나 미생물에 의해 분해되어, 심해저에 도달할 때쯤이면 거의 남는 것이 없다. 그런 까닭에 심해저에 많은 수의 생물이 살기란 매우 어렵다. 하지만 생물은 항상 새로운 생존 방법을 찾아오지 않았던가?
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(기술) 검색 엔진의 웹 페이지 순서 결정-29문제(202209, 고3 평가원 대비)
인터넷 검색 엔진은 검색어를 포함하는 웹 페이지를 찾아 화면에 보여 준다. 웹 페이지가 화면에 나타나는 순서를 정하기 위해 검색 엔진은 수백 개가 ⓐ넘는 항목을 고려한 다양한 방식을 사용한다. 대표적인 항목으로 중요도와 적합도가 있다. 검색 엔진은 빠른 시간 내에 검색 결과를 보여 주기 위해 웹 페이지들의 데이터를 수집하여 인덱스를 미리 작성해 놓는다. 인덱스란 단어를 알파벳순으로 정리한 목록으로, 여기에는 각 단어가 등장하는 웹 페이지와 단어의 빈도수 등이 저장된다. 이때 각 웹 페이지의 중요도가 함께 기록된다.
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(기술) 석빙고의 원리-34문제(202209, 고1 대비)
조상들은 더운 여름에 얼음을 이용하기 위해 석빙고를 활용하였다. 석빙고는 겨울철에 입구를 개방하여 내부를 냉각시킨 후 얼음을 저장한 냉동 창고로, 내부의 낮아진 온도가 장기간 지속되는 구조를 통해 다음 해 가을까지 얼음을 보관하였다. 석빙고에서 얼음을 어떻게 보관할 수 있었는지 알아 보자.
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(기술) 정보 통신과 컴퓨터 네트워크-34문제(202209, 고2 기출 대비)
데이터를 주고받을 때, 송신 측은 데이터별로 고유하게 부여된 순서 번호에 ⓐ따라 순차적으로 데이터를 송신하고, 수신측은 데이터의 순서 번호에 맞추어 송신 측에 응답 데이터를 보내준다. 만약 수신 측에서 데이터 전송 오류가 발생한 것을 파악했다면 오류가 발생한 데이터를 다시 전송해 주도록 송신측에 요청해야 한다. 이때 자동 반복 요청 방식(ARQ)을 주로 사용한다. ARQ에서 오류가 없는 데이터가 도착할 때 송신 측에 보내는 수신 측의 응답을 ACK, 전송받은 데이터에서 오류가 검출될 경우에 보내는 수신 측의 응답을 NAK라고 한다. 그런데 송신 측에서는 데이터를 전송한 시점부터 타이머를 작동해 지정된 시간 동안 수신 측으로부터 아무런 응답이 없는 경우 ‘타임 아웃’으로 간주한다. 타임 아웃은 수신 측이 송신 측에 응답을 하지 않거나, 송신 측과 수신 측이 주고받는 데이터가 상대 측에 도달하지 못하고 전송이 중단된 경우에 발생한다. 송신 측은 타임 아웃이 되는 동시에 데이터를 재전송한다.
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(과학) 선박에 작용하는 세 가지 저항-35문제(2023학년도 수능완성 5 대비)
선박이 항해할 때 일반적으로 선체에는 조파 저항, 마찰 저항, 조와 저항이라는 세 종류의 저항이 작용하여 운항 효율에 영향을 준다. 항해하는 선박을 상공에서 보면 ⓐ선체 측면에서 비스듬하게 나가는 물결과 선미(船尾)에서 선박의 진행 방향과 거의 수직으로 나가는 물결이 있다는 것을 알 수 있다. 물결은 선박이 물의 표면을 밀어내면서 진행하기 때문에 생기는 것으로 선박의 운항에 저항으로 작용한다. 이와 같이 유체 속을 운동하는 물체가 파동을 일으킴으로써 받는 저항이 조파 저항이다.
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(과학) 혜성의 정체-38문제(2023학년도 수능완성 4 대비)
고대인들은 추위와 더위, 사냥감들의 이동, 농사 시기 등 지상에서의 삶이 하늘에 달려 있다고 보고 하늘을 관찰했다. 지구상 대부분의 지역에서 사람들은 평균 10년에 한 번꼴로 하늘에 나타나는 특이한 천체를 보았다. 코마와 꼬리로 이루어져 있으며 고요한 하늘에서 빛나다가 천천히 희미해지는 천체는 바로 혜성(彗星)이었다. 과학이 발달하기 전의 사람들은 혜성의 출현을 하늘이 인간에게 보내는 경고이자 불운과 재앙의 ⓐ전조로 생각하여 관측 내용을 기록했다. 혜성은 지구상 많은 지역의 사람들이 주목했고, 유사한 의미를 부여했으며, 가장 많은 기록을 남긴 특이한 천체이다.
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(과학 기술) DNA의 손상과 복구 메커니즘-36문제(2023 수능완성 3 대비)
생명체 구성의 기본 단위는 세포이며, 세포는 핵, 막, 세포 내소기관들로 구성되어 있다. 이 중 핵은 세포 증식과 유전 현상 등의 생명 활동의 중심을 담당한다. 세포의 핵 속에는 유전 정보가 담긴 염색체가 있고, 이의 주요 {구성}요소는 DNA이다. DNA는 당과 인산, 염기로 구성된 뉴클레오타이드가 사슬처럼 연결된 중합체이다. 하나의 뉴클레오타이드에 있는 당과 다른 뉴클레오타이드에 있는 인산이 공유 결합을 하여 축을 이루며 연결되고 이 축을 따라 뉴클레오타이드의 염기가 배열된다.
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(기술) 핵자기 공명을 활용하는 기술-35문제(2023 수능완성 2 대비)
‘핵자기 공명’은 자기장 속에 놓인 시료의 원자핵이 특정 주파수의 전자기파와 공명하는 현상이다. 핵자기 공명으로 시료를 검사할 경우에 검사 과정에서 시료의 손상을 주지 않고, 한 번 검사한 시료라도 다시 검사가 가능하다. 이러한 장점 때문에 핵자기 공명을 활용한 기술은 의학 또는 화학 분야에서도 사용되고 있다.
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(기술) 트랜지스터의 증폭 효과-30문제(2023 EBS 수능완성 1회 대비)
전류가 흐른다는 것은 전하가 이동한다는 것을 의미한다. 전하란 전기적 성질의 근원이 되는 물리량으로, 원자핵의 양성자는 양(+)의 전하를, 원자핵 주변의 전자는 음(-)의 전하를 갖고 있다. 고체의 경우 좁은 영역 안에 존재하는 수많은 원자들의 상호 작용에 의해 전자가 가질 수 있는 에너지가 거의 연속적으로 분포하는 영역이 생기게 되는데, 이러한 에너지 영역을 에너지띠라고 한다.
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(기술) 딥러닝 기반의 객체 탐지-32문제(202207, 고3 대비)
객체 탐지(Object Detection)란 사람, 동물, 사물 등 이미지에 있는 여러 대상의 위치를 찾아 각 대상의 크기에 맞는 경계 상자를 표시하고, 미리 학습된 객체 데이터를 바탕으로 그 경계 상자 안의 대상이 어떤 객체인지 판별하는 작업이다.
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(기술) 매칭 알고리즘-32문제(2023 수능완성 유형 대비)
웹에는 수많은 웹 페이지가 있다. 이러한 웹 페이지들을 검색하기 위한 프로그램을 검색 엔진이라 한다. 사용자가 검색창에 검색어를 입력하면 검색어가 포함된 웹 페이지가 위에서 아래로 화면에 나타난다. 이는 웹 페이지를 찾아내는 매칭 알고리즘과, 찾아낸 웹 페이지에 순위를 매기는 랭킹 알고리즘이 순서대로 작동한 것이다. 찾아낸 웹 페이지는 수백 개가 넘을 수도 있지만, 보통 사용자는 적은 수의 결과만을 보고 싶어 한다. 그래서 매칭 알고리즘의 개발자들은 검색어를 포함하면서도 적은 개수의 웹 페이지만 찾는 방법을 고민해 왔다.
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(과학) 비타민 K의 기능-32문제(202206, 고3 평가원 대비)
혈액은 세포에 필요한 물질을 공급하고 노폐물을 제거한다. 만약 혈관 벽이 손상되어 출혈이 생기면 손상 부위의 혈액이 응고되어 혈액 손실을 막아야 한다. 혈액 응고는 섬유소 단백질인 피브린이 모여 형성된 섬유소 그물이 혈소판이 응집된 혈소판 마개와 뭉쳐 혈병이라는 덩어리를 만드는 현상이다. 혈액 응고는 혈관 속에서도 일어나는데, 이때의 혈병을 혈전이라 한다. 이물질이 쌓여 동맥 내벽이 두꺼워지는 동맥 경화가 일어나면 그 부위에 혈전 침착, 혈류 감소 등이 일어나 혈관 질환이 발생하기도 한다. 이러한 혈액의 응고 및 원활한 순환에 비타민 K가 중요한 역할을 한다.
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(과학) 방수의 기능-34문제(202206, 고2 대비)
시각기관인 눈은 시각을 감지하는 데에 관여하는 안구, 안구를 움직이는 근육이나 안구를 보호하는 눈꺼풀과 같은 부속 기관으로 이루어져 있다. 이 중 안구는 두개골의 오목한 부위인 안와에 들어있는 공 모양의 구조물이다. <그림>의 안구를 보면, 안구벽은 세 층으로 되어 있다. 바깥층은 공막인데, 검은자위 부분에서 투명하게 변형되어 ㉠각막을 이룬다. 각막은 빛을 통과시켜 망막에 상을 맺게 해준다. 중간층은 ㉡맥락막, 섬모체 등으로 구성된다. 맥락막에는 안구의 각 부분에 영양분을 공급하는 혈관 중 다수가 밀집해 있어 빛의 통과를 막아, 빛이 공막으로 분산되지 않도록 하여 상이 잘 맺히도록 한다.
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(과학) 청각의 원리-35문제(202206, 고1 대비)
전자 녹음 장치에 녹음된 자신의 목소리를 스피커를 통해 들으면 어색하게 느껴진다. 그 이유를 이해하기 위해서는 소리가 무엇이며 어떤 과정을 통해 들리게 되는지 살펴볼 필요가 있다.
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(과학) 자연물에 담긴 과학의 원리-35문제(2023 수특 실전 1 대비)
벽에 매달려 있는 도마뱀붙이나 물 위를 떠다니는 소금쟁이는 마치 중력의 영향을 받지 않는 것처럼 보인다. 두 동물이 이처럼 중력을 극복하고 벽에 붙거나 물 위에 떠 있을 수 있는 데는 각각 다른 과학적 원리가 숨어 있다. 벽에 잘 달라붙는 도마뱀붙이의 발바닥 표면에는 미세한 털이 있다. 이 털은 길이가 50~100μm*, 굵기가 5~10μm로 매우 짧고 가늘다. 도마뱀붙이의 발바닥에는 이러한 털이 수백만 개 배열되어 있다. 표면적은 평평할 때보다 울퉁불퉁할 때 더 커지므로 이처럼 수많은 털은 도마뱀붙이 발바닥의 표면적을 크게 증가시키고, 이로 인해 도마뱀붙이는 벽에 안정적으로 붙어 있을 수 있다.
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(기술) 데이터 구조와 알고리즘-26문제(202203, 고3 대비)
문자 입력 창에 한 글자만을 입력했는데 완성된 문구가 제시되는 자동 완성을 경험해 보았을 것이다. ‘코’라는 문자를 입력했다면 ‘코피’, ‘코로나’ 등이 후보로 제시되어 휴대 전화와 같이 문자 입력이 불편한 경우 문자 입력을 편리하게 할 수 있다. 이는 사용했던 단어들 중에서 입력되는 문자와 첫 글자부터 일치하는 것을 찾고 그중 사용 빈도가 높은 단어들을 후보로 제시하는 것이라고 할 수 있다.
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(과학 기술 13) 지혈의 과정-30문제(2023학년도 수능특강 대비)
우리 몸의 혈액은 혈관을 따라 온몸을 순환하며 생명 활동에 필요한 물질을 공급한다. 혈액이 기능을 제대로 수행하기 위해서는 혈액이 굳지 않고 액체 상태로 유지되어야 한다. 하지만 혈관에 손상이 생겨서 혈액이 몸 밖으로 나오는 출혈이 일어나면 출혈 부위의 혈액이 빠르게 응고되는 것이 중요하다. 손상된 부위가 닫히지 않아서 출혈이 계속되면 혈액의 순환이 원활하지 못하게 되어 생명에 위협이 될 수 있기 때문이다.
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(과학 기술 12) 당알코올의 기능과 효과-26문제(2023학년도 수능특강 대비)
당알코올은 일반적인 당류의 화학 구조가 갖는 알데하이드 또는 케톤기가 하이드록시기(-OH)로 환원되어 결과적으로 일반적인 당류보다 증가된 수의 하이드록시기(-OH)를 갖는다. 당알코올은 당류에 해당하기 때문에 기본적으로 단맛이 나며, 일부 당알코올은 입안에서 시원한 느낌을 주기도 한다. 당알코올의 화학 구조의 일부는 설탕 등의 일반적인 당류와 같은 요소로 되어 있지만, 또 다른 일부는 알코올과 같은 요소로 되어 있다.
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(과학 기술 11) IP 주소와 서브넷 마스크-27문제(2023학년도 수능특강 대비)
우리 몸의 혈액은 혈관을 따라 온몸을 순환하며 생명 활동에 필요한 물질을 공급한다. 혈액이 기능을 제대로 수행하기 위해서는 혈액이 굳지 않고 액체 상태로 유지되어야 한다. 하지만 혈관에 손상이 생겨서 혈액이 몸 밖으로 나오는 출혈이 일어나면 출혈 부위의 혈액이 빠르게 응고되는 것이 중요하다. 손상된 부위가 닫히지 않아서 출혈이 계속되면 혈액의 순환이 원활하지 못하게 되어 생명에 위협이 될 수 있기 때문이다
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(과학 기술 10) 항생제 내성-28문제(2023학년도 수능특강 대비)
세균은 단세포 원핵생물로, 막으로 둘러싸인 세포 소기관이 없어 구조는 단순하지만 효소가 있어 물질대사*를 할 수 있다. 그리고 모세포가 반으로 나뉘는 이분법을 통해 번식하므로 환경이 적합하면 빠르게 증식할 수 있다. 대부분의 세균은 사람에게 해롭지 않지만, 일부는 병원성이 있어 질병을 일으킨다. 병원성 세균은 소화 기관, 호흡 기관 등을 통해 인체 내로 침입한 후 빠르게 증식하며 독소를 생산하는데, 1시간 만에 16개가 되는 한 개의 세균 세포는 2시간 만에 250개를 넘어서며, 5시간이면 100만 개가 넘는다. 그 결과 인체 세포나 조직이 손상되고 물질대사에 이상이 생긴다. 병원성 세균에 의해 발생하는 질병으로는 세균성 식중독, 세균성 폐렴, 결핵 등이 있다.
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(과학 기술 9) 자기 치유 기술-26문제(2023학년도 수능특강 대비)
자기 치유 소재란 시간이 지남에 따라 균열이나 부식이 생기는 금속이나 플라스틱, 콘크리트와 같은 재료에 첨가되어 이러한 손상을 스스로 치유할 수 있도록 돕는 물질을 말하는데, 이와 관련된 기술을 자기 치유기술이라고 한다. 기본 원리는 금속, 플라스틱, 콘크리트와 같은 재료에 강력 접착제와 유사한 복원 물질을 첨가함으로써, 균열이나 부식이 일어날 경우 첨가되었던 복원 물질이 흘러나와 굳어져 균열이나 부식을 메우고 손상된 부분이 저절로 복구되게 하는 것이다.
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(과학 기술 8) 웨어러블 신축 자외선 센서-26문제(2023학년도 수능특강 대비)
웨어러블 센서는 4차 산업 혁명 시대의 핵심 부품 중 하나로, 주변 환경에 대한 정보나 개인의 신체 변화 정보를 실시간으로 수집하게끔 해 준다. 웨어러블 센서는 신체 활동으로 인한 센서의 인장 상황에서도 그 성능을 유지해야 한다. 최근 웨어러블 센서 중 신축 자외선 센서가 큰 주목을 받고 있다. 사람은 야외 활동 때문에 태양 빛에 자주 노출되는데, 태양 빛은 적외선, 가시광선, 자외선을 포함하고 있으며 이 중 파장이 가장 짧고 에너지가 가장 큰 자외선은 피부 노화와 피부암을 유발하기 때문이다. 신축 자외선 센서는 신체에 부착되거나 의복의 일부분을 구성하며 자외선의 변화를 감지한다.
