과학이 생각보다 재미난 학문이네!
교과서엔 이런 부분이 나오는구나!
과학자들은 이렇게 생각을 했다니!
요즘 자음과모음의 <과학자가 들려주는 과학 이야기> 시리즈를 읽으면서
자연스레 나오고 있는 우리집 반응들이다.
부력이나 지레의 원리하면 고대 그리스 최고의 물리학자 아르키메데스를 떠올린다.
특히 부력의 원리는 아르키메데스의 원리라고 불리울만큼 유명하다.
이번에 읽은 <아르키메데스가 들려주는 부력 이야기>에선
부력의 원리를 깨달으면서 함께 유명해진 '유레카' 일화만 알고 있었던 우리에게
부력에 대한 모든 것을 재미나고 쉬운 설명으로 이해를 도와주었다.
1. 물 도우미와 부력
2. 부력이 위로 자용하는 까닭
3. 유레카, 유레카
4. 아르키메데스의 원리 1
5. 아르키메데스의 원리 2
6. 유체와 파스칼의 원리
7. 공기의 부력과 기구
8. 열기구와 가스 기구
9. 가고자 하는 방향으로 갈 수 있는 비행선
10. 비행선 폭발의 교훈
수영장이나 바다에서 걸어본 경험은 다들 있을 것이다.
땅 위에서 걸을 때와 물 속에서 걸을 때는 느낌이 확실히 달랐다.
또한 무거운 물체를 들었을때도 마찬가지다.
땅 위에서 무거웠던 것이 몰 속에선 좀 더 가벼운 걸 경험해 봤다면
우리는 이미 부력을 몸소 체험한 셈이다.
물은 아래에서 위로 물체를 떠올려 주는 힘을 지니고 있는데 이게 바로 부력이다.
이 부력을 처음으로 알아낸 과학자 아르키메데스 덕에
액체 속에서의 부력부터 공기 중에서의 부력까지 부력에 대한 모든 것을 알게 된 것이다.
역시 위대한 과학자의 깨달음이 인류를 발전시키고 있음을 보여주네.
지구에 사는 우리에게 중력은 뗄래야 뗄 수 없는 관계이다.
그 중력과 반대되는 개념이 바로 부력.
부력은 아래에서 위로 작용하고 중력은 위에서 아래로 작용하는구나.
부력과 중력이 서로 반대쪽으로 작용하고 있음을 그림을 통해 더 쉽게 이해가 갔다.
아르키메데스의 원리로 물질의 밀도를 이용하면
불규칙한 물체들도 부력을 통해서 부피를 쉽게 알아 낼 수 있게 되었다.
목욕탕에서 그 원리를 깨닫고 벌거벗은 채로 유레카를 외쳤던 아르키메데스의 심정을
충분히 이해가 될만큼 그는 진짜 위대한 발견을 한 셈이다.
물체의 밀도에 대한 실험은 우리도 집에서 간단히 해볼 수 있겠다.
물체는 저마다 각기 다른 밀도를 가지고 있으니
모양이 불규칙한 물체의 부피 계산은 물이 가득 찬 수조에 물체를 넣고
흘러넘친 물을 모아서 그 물의 부피를 측정하면 되는 것이다.
이같이 아르키메데스은 부력의 원리로 왕관의 부피를 잴 수 있었다.
또한 물질마다 다르는 밀도를 이용해 생각과 실험을 거듭했다.
우리와 과학자의 다름은 여기서 느껴지네.
의문이 생각을 낳고 그 생각들을 모아 실험을 통해 새로운 사실을 발견해내니 말이다.
과학시간때 고체, 액체, 기체에 대해선 많이 들어봤다.
고체를 빼고 액체와 기체만을 묶어 부르는 이름이 있는데 그것을 유체라고 한다.
유체란 흐르는 물질이란 뜻으로 고체와 달리 액체와 기체는 흐르는 서질이 있다.
이 유체의 운동을 연구하는 분야가 유체 역학이다.
유체 역학에서 아르키메데스의 원리와 함께 물리학자 파스칼이
유체 역학에 대해 원리를 만들어 적은 힘으로 큰 힘을 내는 장치를 만들어 냈다.
아르키메데스처럼 사소한 것이라도 의문을 갖고 생각해서
그 해답을 찾으려 애를 쓸때 창의성은 늘어난다고 한다.
아르키메데스는 부력이 물에만 있는게 아니라고 했다.
물은 액체이고 액체는 유체이다.
유체는 부력을 낳는데 기체도 유체에 포함이 되니 기체인 공기도 부력이 있는게 아닐까.
이같은 의문들로 아르키메데스는 공기의 부력을 이용한
열기구에 대한 원리까지 설명해 주었다.
<과학자가 들려주는 과학 이야기>를 주위에서 많이들 추천하는 이유는
바로 과학교과연계가 잘 되어 있다는 점이다.
초등, 중등 과학 교과에서 배울 내용은 물질과 운동 그리고 에너지에 관해서구나.
길게는 고등때도 과학적 원리에 대한 배경지식이 필요하다면 충분히 꺼내봐도 되겠다.
그동안 우리는 부력을 물만 떠올렸는데 부력은 물뿐만 아니라 공기에 의해서도
생긴다는 것을 <아르키메데스가 들려주는 부력 이야기>를 읽고 확실히 깨달았다.
바다에서 배가 떠 있듯이 공중에서 기구가 떠 있을 수 있는 힘이 바로 부력인 것이다.
기구를 떠오르게 할 수 있는 기체 즉 공기보다 가벼운 수소와 헬륨이
기구를 나아가 비행선을 움직이는 원동력이 되어 주었다.
아르키메데스가 들려주는 마지막 수업은
세계 역사상 유명한 독일의 힌덴부르크 호 폭팔 사건이 주는 교훈으로 마무리지었다.
가장 가벼운 기체 수소가 쉽게 폭팔한다는 단점을 무시하고
헬륨보다 싸다고 대신 넣었다가 그만 폭발해 엄청난 인명사고가 난 것이다.
돈도 중요하지만 인명보다 중요한 건 없다는 교훈을 우리는 사고난 후에야 깨닫는구나.
고대 최고의 물리학자 아르키메데스는
이같이 부력의 원리인 아르키메데스의 원리를 발견한 것은 물론
지구도 들어 올릴 수 있다는 지렛대의 원리도 발견했음을 기억해야겠다.
아르키메데스라는 위대한 과학자를 시작으로
과학사는 지금도 계속 발전을 거듭하고 있음을 과학 연대표에서 잘 보여주었다.
인류의 역사와 함께 과학의 역사도 함께 하는 거겠지.
과학의 재미를 또 한번 느끼게 해준 <아르키메데스가 들려주는 부력 이야기>
나의 학창시절때 만났다면 과학공부에 대한 흥미를 좀 더 끌어올려줬을텐데 아쉽네.
하지만 우리 아이들이라도 나와 달리 과학을 재미있게 배우니 그나마 다행이라 여겨야겠지.
<과학자가 들려주는 과학 이야기> 다음은 또 어떤 이야기를 읽어볼까.
