물리, 빛, 중력, 탄성, 마찰, 일, 에너지

                                                            

 

꿈이 가득한 서커스단

마술사의 공연을 본 적 있나요? 손을 안 대고도 테이블을 들어 올리고, 재빨리 다른 옷으로 갈아입고, 휴지를 비둘기로 바꾸는 신기한 마술 공연 말이에요. 이러한 신가한 일들은 마술 공연에서만 볼 수 있는 게 아니에요.
아침이면 어김없이 햇빛이 세상을 환하게 비추는 것, 예쁜 꼭들이 화려한 빛깔을 자랑하는 것, 나뭇잎이 우수수 떨어지는 것, 사람이 땅 위에서 걸을 수 있는 것, 얼음판에서 미끌미끌 넘어지는 것, 시소를 타고 오르락내리락하는 것에도 신기한 비밀이 숨어 있어요.
말도 안 된다고요? 이런 평범한 일이 뭐가 신기하냐고요?

그런데 그것 알아요? 세상은 물리의 원리에 따라 움직인다는 것 말이에요. 정확히 말하면, 세상의 이치를 찾아낸 것이 바로 물의 원리지요. 그래서 세상의 이치를 알고 싶으면, 물리의 원리를 알아야 해요. 아침에 세상을 비추는 햇빛에는 신비로운 빛의 원리가 숨어 있어요. 떨어지는 나뭇잎에는 지구가 잡아당기는 힘인 중력의 원리가 작용하지도. 그밖에도 힘과 도구, 탄성, 마찰, 일과 에너지, 운동, 전기와 자기, 진동과 파동의 원리가 우리 생활 곳곳에서 일어나고 있어요. 한꺼번에 여러 가지 물리의 원리가 일어나는 일도 많지요.

아인, 파바, 슈는 꿈을 이루고 싶었지만 생각처럼 잘 안 되었어요. 이들은 슬픔에 빠져 있다는 마르가 단장으로 있는 좀 엉뚱한 꾸미커스 서커스단 단원이 되지요. 단원들은 우리 삶 속에 살아 있는 물리로 꿈을 이루려고 해요. 하늘을 날고 싶은 꿈, 멋진 발레리나가 되고 싶은 꿈, 용감해지고 싶은 꿈을 꾸고 말이에요. 그곳에서 꿈을 이루려고 열심히 노력하지만 수많은 어려움에 부딪히고 말아요.

그때마다 물리를 공부했던 아인은 물리 지식을 바탕으로 좋은 생각을 내놓아요. 신비로운 물리를 써서 어떻게 꿈을 만들어 가는지, 우리 함께 꾸미커스 서커스단을 따라가 보아요!

                                                                                                                                    글쓴이 정 미 금

물시계 자격루, 자격루 작동원리, 시간을 알리는 자격루 인형들

“자격루는 물의 힘으로 움직이는 물시계야. 왼쪽 그림을 봐라. 큰 항아리에서 흘러내리는 물이 작은 항아리를 지나 수수호에 고이지. 수수호 안에 물이 차오르면 살대가 조금씩 떠올라. 살대가 떠오르면 선반을 건드리지. 가운데 그림을 보면, 선반 위에 있던 작은 구리 구슬이 위에서 아래로 떨어져 큰 구슬을 건드리지. 가운데 그림을 보면, 큰 구리 구슬이 떨어지면서 종과 이어져 있는 첫 번째 지렛대를 눌러 인형이 종을 치게 해. 그런 다음 두 번째 지렛대를 눌러서 아래 문 안에 숨어 있던 동물 인형을 밖으로 내보내는 거야.”

“가만히 둬도 잘 움직일 텐데, 왜 사람이 지키고 있어요?”

“자격루는 사람 손을 거의 안 빌리고 물이 누르는 힘을 아주 잘 지켜주고, 두 시간마다 십이간지 인형으로 착착 시간을 알려 주지. 언제나 정확한 시간을 알려면 잘 돌봐 줘야 해. 물시계는 항아리 속에 있는 물이 누르는 힘이 언제나 비슷하게 지켜져야 떨어지는 물 양도 언제나 비슷하고 물 양이 정확해야 시간이 딱딱 맞지. 그러려면 네 항아리 안에 있는 물 양을 비슷하게 해 줘야 해.”

“그것만 맞춰 주면 되나요?”

“물 양을 잘 살펴야 할 뿐 아니라 살대도 철에 따라 바꿔 줘야 한단다. 철에 따라 밤 시간을 알려 주는 경과 점의 길이가 달라지거든. 자격루는 낮뿐 아니라 밤에도 시간을 알려 준다고 했지? 해가 지면 북과 징으로 시간을 알려. 해가 질 때부터 해가 뜰 때까지 밤을 5경으로 나누고 저마다 경을 또 다시 점을 다섯으로 나눈단다. 1경 3점이면 북이 한 번, 징이 세 번 울리지, 밤에 시간을 알려 주는 자격루가 없다면 무엇을 기준으로 성문을 열고 닫겠어?”

 

앙부일구, 그림자, 해시계, 십이간지,

 

 

“우리 두 시간이 옛날 사람들한테는 한 시간이라네. 우리는 하루를 스물네 시간으로, 옛날 사람은 열두 시간으로 쪼갠 걸세. 열두 시간을 다시 초와 정으로 나누고, 그것을 또 각으로 나눴지. 자, 축, 인, 묘, 진, 사, 오, 미, 신, 유, 술, 해, 앙부일구 둘레에 뻥 돌아가며 쓰인 한자가 보이는가? 이를 싶이간지라 하고, 차례대로 쥐, 소, 호랑이, 토끼, 용, 뱀, 양, 원숭이, 닭, 개, 돼지를 가리키지 열두 띠 이름으로 시간을 알렸던 게야.”

“그냥 한 시, 두 시 하면 되지 뭐가 이렇게 복잡해?”

“하나도 복잡할 거 없네. 여기 세로로 그어진 시각선 보이나? 모두 일곱 줄로 시를 나타내지 차례대로 묘시(토끼:5~7), 진시(용: 7~9시), 사시(뱀: 9~11시), 오시(말: 11~13시), 미시(양: 13~15시), 신시(원숭이: 15~17시), 유시(닭: 17~19시)를 가리키지.”

“그런데 왜 술시, 해시, 자시, 축시, 인시는 없는 거야?”

“그건, 해가 없는 밤에는 그림자가 안 생기니까 밤에 속하는 술시(개: 19~21시), 해시(돼지: 21~23시), 자시(쥐: 23~1시), 축시(소: 1~3시), 인시(호랑이: 3~5시)에는 시각선이 없는 거야.”

“그렇구나!”

“여기 오목한 곳에 가로로 그어진 줄 보이나? 철을 알려 주는 줄로 가장 바깥쪽에 있는 줄이 동지, 가장 안쪽 줄이 하지라오. 여름인 하지에는 해가 높이 뜨니 그림자가 짧지. 반대로 겨울인 동지에는 해가 낮게 떠서 금방 기울어지니 그림자가 길 수 밖에 없다네.”

앙부일구, 해시계

앙부일구 어라 지금 몇 시지?

“세종대왕은 종묘 앞과 종로1가 혜정교 위에 앙부일구를 만들어 놓았다.네, 지나다니는 백성들이 누구나 볼 수 있게 말일세.”

“세종대왕? 앙부일구? 무슨 소리야?”

명석이는 내 손을 덥석 잡으며 말했어요.

“내 당장이라도 몇 시인지 알려 줄 테니 어서 따라오시게.”

명석이는 내 손을 끌고 씩씩하게 걸어갔어요. 하지만 기차 밖에는 창문 너머로 봤던 이상한 바가지만 있었어요.

“이 바가지 말고는 아무것도 없잖아!”

“이게 바로 앙부일구이세, 앙부일구란 가마솥 모양의 해시계라는 뜻으로 1434년 10월 세종대왕이 처음 나들었지. 임진왜란 때 사라진 것을 현종 때 다시 만든 앙부일구는 보물 845호로 지정되었네.”

“해시계라면 막대를 땅에 세워 놓고 그림자를 보고 몇 시인지 알아맞히는 거 말이야? 그거라면 훨씬 더 옛날 옛날에도 있었다고.”

“그건 판판한 해시계고, 앙부일구는 오목 해시계라네, 게다가 막대 말고 시침이 북쪽으로 휘어져 있단 말일세.”

나는 한숨을 몰아쉬었어요.

‘해가 떠 있으니 그림자가 생기는 건 당연하잖아.’

“안으로 오옥하게 들어간 덕분에 시침의 그림자가 더욱더 잘 보이지, 게다가 시간뿐 아니라 계절 또한 알 수 있단 말일세.”

명석이는 내 손을 끌고 앙부일구가 놓인 돌 위에 올라섰지요.

과학, 문화재, 퍼즐

과학 문화재 퍼즐! GO! GO!   

	ⓐ➀			ⓑ
				➁
	ⓒ➂
								ⓓ
						➃

➀ 궁예와 뜻을 같이하던 지방 귀족 왕건이 후삼국을 다시 통일하여 세운 나라예요. 918년부터 1392년까지 475년 간 서른네 명의 왕이 다스렸지요.

➁ 조선 4대 임금으로 집현전을 두고, 훈민정음을 만들었으며, 측우기, 해시계 같은 사람들의 삶에 쓸모 있는 물건들을 많이 만들었어요. 이 왕은 재주가 있는 백성들한테는 신분을 안 따지고 벼슬을 주었고 왜구들을 물리쳐 조선이 발전할 만한 기틀을 만든 임금이에요.

➂ 관청에서 나눠 준 옷으로 많은 사람들이 같이 입는 과거에는 벼슬아치라면 누구나 한눈에 알아볼 수 있게 정해진 옷을 입었지요. 옷뿐만 아니라 모자, 신발, 허리띠까지 복잡하게 갖추어서 입어야 했지요. 벼슬의 높낮이에 따라 빛깔과 무늬가 다른 관복을 입어야 했어요.

➃ 왜적이 배를 끌고 우리 바다를 자꾸 넘보자 이에 맞서려고 1555년에 만든 배예요. 그 전까지 쓰던 배 위에 기둥을 세우고 둘레를 가리고 지붕을 덮어 2층으로 만들었어요. 재빠르고 튼튼한 판옥선은 전쟁에 두고두고 쓰였고 거북선과 더불어 많은 승리를 이끈 가장 규모가 컸던 배였어요.

ⓐ 시대에 뒤떨어져 쓸모가 없어진 물건을 말해요.

ⓑ 김정호가 1861년 조선 철종 12년에 만든 우리나라를 그린 지도예요. 커다란 우리나라를 종이 스물두 장에 크게 줄여서 만든 대축척 지도지요. 지금 남아 성신여자대학교 박물관에 있으며, 보물 850호예요. 정확한 비율로 그려낸 것으로 보기 쉽고 들고 다니기 쉬워 칭찬받고 있어요. 27년에 걸쳐 손수 돌아보고. 거리를 따져 만든 것으로 값어치가 있어요

ⓒ 천문학과 지리학, 비 양을 재고 날씨를 살피는 기후 관측, 달력 만드는 일 따위를 맡아서 하던 국가 기관이에요. 농사를 짓던 우리나라에서 관상감은 중요한 기관이었어요. 비와 눈의 양, 계절 변화처럼 농사에 얽힌 일을 많이 하는 곳이었으니까요.

ⓓ1392년 이성계가 고려를 무너뜨리고 세운 나라로, 1910년 일본한테 나라의 권리를 빼앗기기 전까지 500년쯤 이어져 내려온 왕조예요. 한양을 도읍으로 삼아 모든 나라 힘이 왕한테서 나왔지요.