2019 소방간부 자연과학개론 (16번 ~ 20번)

16. 그림은 프리드만의 세 가지 우주 모형 A, B, C를 나타낸 것이다. A, B, C 중 우주의 평균 밀도가 작은 것부터 순서대로 나타낸 것은?

답: 1번 

풀이

nasa

< 빅뱅우주론 >

https://astro.kasi.re.kr/learning/pageView/6381

- 우주에 있는 물질의 질량이 작다면 우주는 영원히 팽창을 계속하게 됨

- 우주에 있는 물질의 질량이 크다면 우주는 팽창에서 수축으로 전환하며 두 경계인 경우에는 우주는 감속하면서 영원히 팽창을 계속한다

- 우주는 시간과 함께 변화한다

- 열린 우주: 우주의 평균밀도 < 임계밀도 , 곡률(-) , 우주 팽창속도가 조금씩 증가하면서 우주가 영원히 팽창한다 

- 평탄한 우주: 우주의 평균밀도 = 임계밀도 , 곡률 = 0 , 우주의 팽창속도는 조금씩 감소하지만 우주는 영원히 팽창한다 

- 닫힌 우주: 우주의 평균밀도 > 임계밀도 , 곡률(+) , 우주의 팽창속도가 계속 감소하다가 결국 우주가 수축해 오는 시점부터는 우주의 크기가 감소한다 

오메가_M = 6(또는 오메가_M > 1)인 우주가 닫힌 우주

오메가_M = 1인 우주가 평탄 우주

오메가_M < 1인 우주가 열린 우주

[출처] 우주의 미래와 우주의 미래 모형|작성자 조니

 

---

 

17. 그림은 우리나라에서 규모 4.8인 지진이 발생하였 다고 가정하여 진앙의 위치와 이를 관측한 관측소 A, B, C의 위치를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 진앙거리 이외의 조건은 고려하지 않는다.)

① 지진의 규모는 A보다 B에서 크다.

② 진도는 C → B → A 순서로 증가한다.

③ PS시는 A보다 C에서 길다.

④ A에는 S파가 P파보다 먼저 도달한다.

⑤ 지진파의 최대 진폭은 A보다 C에서 크다

 

답: 5번

 

풀이 

① 지진의 규모는 A, ,B, C 모두 같다 

② 진도는 A → B → C 순서로 증가한다.

③ PS시는 A 보다 C에서 짧다.

④ A에는 P파가 S파보다 먼저 도달한다.

 

 

< 지진 >

1. 지진 

① 진원: 지진이 발생한 장소

 

② 진앙: 진원의 연직 위로 지표면과 만나는 지점

 

③ 진원의 깊이에 따른 지진 구분

▶ 천발지진: 진원의 깊이가 100km 이하

▶ 심발지진: 진원의 깊이가 100km 이상

 

④ 규모

- 지진이 발생했을때 진원으로부터 방출되는 에너지의 양

- 진앙으로부터의 거리와 관계없이 일정하게 관측된다 

 

⑤ 진도

- 지진에 의한 진동과 피해정도를 수치화한 것 

- 진원으로부터 거리가 가까울수록, 규모가 클수록 진도는 커진다 .

- 거리가 같다고 해도 지역의 지질조건이나 지하구성물질에 따라 차이가 날 수 있다 

 

⑥ 진폭 

- PS시가 클수록 지진파의 최대 진폭은 작아진다 

- 지진 진폭이 클수록 진도와 피해정도가 크다 

- 동일한 규모 지진일 경우 진원의 깊이가 깊을수록 진폭이 작다

 

2. 지진파 종류 

- P파 - 지진파의 진행 방향과 매질의 진동 방향이 평행이다.

- S파 - 지진파의 진행 방향과 매질의 진동 방향이 수직이다. 

- PS시 - P파 도착 후 S파가 도착할 때까지의 시간

 

 

참고

https://blog.naver.com/owl6615/220825778261

https://kimsabu.tistory.com/129

https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=earthstudy&logNo=50152855056

 

---

 

18. 그림은 복사 평형 상태에 있는 지구의 열수지 (earth’s heat budget)를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 <보기>에서 옳은 것만을 있는 대로 고른 것은?

<보 기>

ㄱ. (C－A)는 B보다 작다.

ㄴ. 지구에 대기가 없다면 B는 감소한다.

ㄷ. 화석 연료의 사용량이 증가하면 C가 감소한다.

 

답: ㄱ

 

풀이 

A = 태양복사(100) - 알베도반사(30) - 지표흡수(45) = 대기흡수(25) 

B = 태양복사(100) - 알베도반사(30) = 지구복사(70)

C = 지표로의 방출(88)

 

ㄴ. 지구에 대기가 없다면 B는 증가한다.

ㄷ. 화석 연료의 사용량이 증가하면 C가 증가한다.

 

< 지구의 열수지 >

어느 정도의 열이 어떠한 형태로 지구의 지면에 들어오고, 또 얼마만한 양의 열이 다시 지면에서 나가는지에 관한 것이다. 지구가 태양으로부터 항상 에너지를 받는데도 온도상승이 일어나지 않는 이유는 태양에서 받은 만큼의 에너지를 방출하고 있기 때문이다. 태양에서 들어오는 양이 100이라 할 때 지표가 50, 대기가 20을 흡수하고, 나머지 30은 반사해서 우주 공간으로 내보내진다. 이때 반사하는 30을 반사율 또는 알베도(albedo, 反射光)라고 한다

- 대기가 없을 경우 밤과 낮의 온도차는 현재보다 클 것이다

- 대기가 우주 공간으로 방출하는 에너지의 양은 지표로 방출하는 에너지 양보다 적다 

- 화석연료의 사용은 대기로부터 지표로의 흡수를 증가시킨다 

- 태양복사로 인해 대기로 들어가는 에너지양은 지표에서 방출되는 에너지 양보다 크다 

- 지구온난화가 진행되는동안 지표에서 방출되는 에너지양과 지표가 흡수하는 에너지양은 모두 증가한다

- 지표면은 단파복사(태양)보다 장파복사(대기)를 더 많이 흡수한다 

- 대기가 있을때 지구 반사율이 증가하면 지구에서 방출하는 복사는 감소한다. 즉, 대기가 없다면 지구에서 방출하는 복사는 증가한다  

 

---

 

19. 다음 설명에 해당하는 사태의 종류는?

∙ 사면의 토양 사이에 있는 수분이 결빙과 해빙으로 인해 팽창과 수축을 되풀이하면서 토양이 매우 느리게 아래로 이동한다.

∙ 팽창할 때는 토양이 사면에 대해 수직 방향으로 들리지만, 수축할 때는 수평면에 대해 연직 방향 (중력 방향)으로 내려앉으면서 아래로 이동한다.

∙ 산 사면에 자라는 커다란 나무들이 사면에 대해 약하게 기울어져 서 있는 현상은 이러한 사태 때문에 일어난다.

 

① 포행(creep) ② 흐름(flow) ③ 미끄러짐(slide) ④ 함몰(slump) ⑤ 낙하(fall)

 

답: 1번 

 

 

< 사태 >

1. 사태 

1) 원인

- 근본적인 원인은 중력이다 

- 산사태의 주요원인: 안식각을 낮추는 집중호우 

 

2) 안식각

- 사태가 발생하지 않고 버틸수 있는 최대 각도 

- 모래의 입자가 커지면 안식각은 커진다 

 

 

2. 사태의 종류 

1) 포행 (creep)

한성헌의 지구과학&nbsp;

- 사면의 토양 사이에 있는 수분이 결빙과 해빙으로 인해 팽창과 수축을 되풀이하면서 토양이 매우 느리게 아래로 이동한다.

- 팽창할 때는 토양이 사면에 대해 수직 방향으로 들리지만, 수축할 때는 수평면에 대해 연직 방향 (중력 방향)으로 내려앉으면서 아래로 이동한다.

- 산 사면에 자라는 커다란 나무들이 사면에 대해 약하게 기울어져 서 있는 현상은 이러한 사태 때문에 일어난다.

- 연교차가 큰 고위도 지방이나 고산지대에서 잘 나타난다

- 여름보다 겨울철에 잘 나타남 

 

2) 흐름 (flow)

- 사면의 풍화산물이 집중호우 등에 의해 다량의 물을 머금게 되면 빠른 속도로 아래쪽으로 흘러 이동하는 현상 

- 여름철 집중호우시 잘 일어난다

- 토석류: 물에 흠뻑 젖은 경사진 땅의 윗부분이 무너져 내리는 현상

- 이류: 폭우로 땅이 흠뻑 젖은 상태에서 경사면을 따라 진흙이 갑작스럽게 흘러내리는 현상

 

3) 미끄러짐 (slide)

- 건조한 토양이나 암석이 내부 구조를 변형시키지 않으면서 일정한 면 위에서 미끄러지면서 이동하는 사태

- 경사방향과 내부의 층리, 절리의 방향이 나란할 때 더 잘 나타난다 

 

4) 함몰 (slump)

- 토양이 아래로 꺼지면서 오목하게 패인 미끌림면을 따라 흘러내리는 현상 

 

5) 낙하 (fall)

- 도로면의 절개지나 경사가 급한 사면에서 잘 일어난다 

- 암석낙하: 급사면이나 절벽에서 풍화산물이 떨어지는 현상 

 

출처

https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=magician_e&logNo=220334155536

---

20. 소방차가 20m/s의 일정한 속도로 4.0 x 10^2Hz의 일정한 사이렌 소리를 내면서 정지하고 있는 관찰자를 향해 직선으로 달려오고 있다. 관찰자가 듣는 소방차 사이렌 소리의 진동수는 몇 Hz인가? (단, 소리의 속력은 340m/s이다.)

① 376.5 ② 377.8 ③ 423.5 ④ 425.0 ⑤ 450.0

 

답: 4번 

 

풀이 

 

 

< 도플러 효과 >

1. 파원이 움직일때 

 

2. 관찰자가 움직일때 

 

3. 파원과 관찰자 모두 움직일 때