수돗물이 나올 때 수도꼭지 끝에 물이 넓게 부풀면서 물이 나오는 경우가 있다. 수도꼭지 끝에 공기방울이 맺히면서 나타나는 현상인데 상식적으로는 공기가 물에 비해서 매우 많이 가벼움으로 물에 의해서 공기방울이 밀려나는 것은 당연한데 실제로는 쉽게 없어지지 않는다. 왜 그런 걸까?
수도꼭지의 끝에 망이 달린 것들은 공기방울이 더 쉽게 생기지만 제외하기로 하고, 망이 달리지 않은 수도꼭지도 적절히 수도꼭지를 틀면 공기방울이 맺힐 수 있다. 이 공기방울을 없애려면 손으로 공기방울을 제거해 주거나(손으로 제거하기는 쉽다. 대칭성만 깨주면 사라진다.)수도를 잠갔다가 다시 틀면 된다. 물론 공기방울이 맺히기 위해서는 수도꼭지에서 흘러나오는 물의 흐름이 균일해야 한다. 그리고 공기방울이 생기면 물방울이 사방으로 튈 뿐 아니라 물의 흐름이 느려지게 된다.
※ 오른쪽의 그림보다 실제 공기방울은 더 크게 형성된다. 그림을 알아보기 쉽게 하기 위해서 과장하여 그렸다.
우선 실험을 하나 해보자.
1. 우선 깔대기와 탁구공을 준비하자. 깔대기는 잘 씻어야 한다. 2. 깔대기의 뾰족한 끝을 입에 물고 넓은 쪽의 안에 탁구공을 넣는다. 탁구공이 떨어지지 않도록 손으로 잡는다.
깔데기 끝을 입으로 물고 입김을 내보낸다.
3. 깔대기를 옆으로 향하게 하고, 입으로 깔대기 끝으로 입김을 불면서 탁구공을 잡고 있던 손을 뗀다.[각주:1]
비교적 간단한 실험임에도 불구하고 재미있는 현상이 발생함을 알 수 있다. 우리가 아무리 입김을 세게 하더라도 탁구공이 깔대기에서 떨어지지는 않고 깔대기 끝에서 진동을 하면서 붙어있다. 반면 입김을 부는 것을 그치면 탁구공은 그냥 밑으로 떨어진다. 이런 현상이 생기는 이유는 깔대기와 탁구공 사이에 바람이 빠르게 지나가면서 베르누이의 원리에 의해서 탁구공과 깔대기에 미치는 압력이 낮아지기 때문이다. 그래서 탁구공이 압력이 낮은 방향으로 힘을 받기 때문에 탁구공은 떨어지지 않는다. 이 실험은 탁구공이 옆을 향하게 서서 실험해도 되지만, 탁구공이 지면을 향하거나 하늘을 향해 있어도 가능하다.
수도꼭지에서 공기방울이 나타나는 현상도 탁구공 현상과 완전히 동일하게 생각할 수 있다. 수도꼭지의 끝에 공기방울이 생기면 수돗물은 수도꼭지의 끝에서 수도꼭지와 공기방울 사이를 빠른 속도로 지나야 한다. 그렇다보니 수도꼭지와 공기방울은 낮은 압력을 받게 되고, 탁구공처럼 밑으로 떨어지지 않게 된다. 이 현상은 일반적인 상식과는 완전히 다른 현상이므로 주의깊은 학생들이 과학선생들을 꽤 많이 난처하게 만들었을만한 현상일 것이다. ^^
탁구공이나 공기방울이 완전히 정지상태에 있지 않고 계속 진동하는 것은 너무 가까이 붙어 있게 되면 유체의 흐름이 막혀서 베르누이의 효과가 줄어들고, 좀 떨어지면 유체흐름이 빨라져서 달라붙으려는 힘이 강해지기 때문이다. 그러나 탁구공이나 공기방울이 깔데기나 수도꼭지로부터 너무 멀어지면 유체의 흐름이 느려져서 베르누이의 효과가 줄어들기 때문에 그냥 튕겨 나간다.
탁구공이 바닥으로 떨어지려고 할 때 탁구공의 한쪽 끝이 입김의 중심부를 지나게 된다. 입김의 중심부는 가장 빠른 바람이 형성되고 있기 때문에 베르누이의 원리에 의해서 입김의 안쪽으로 향하는 힘(작은 압력)을 받게 만든다. 중심부에서 멀어지면 멀어질수록 입김의 영향력은 줄어들므로 바람의 속도가 느려져 큰 압력을 형성시켜 탁구공이 입김의 중심부로 향하게 만든다. 결국 입김의 중심을 벗어나지 못하는 탁구공은 중력과 입김에 의해 받는 힘의 평형점에서 가만히 있게 된다. 빨대에서 멀어지면 바람이 흩어지므로 탁구공을 밀어올리는 힘이 줄어들기 때문에 탁구공을 계속 밀어올리지 못한다. 또한 입김을 너무 세게 하면 탁구공이 너무 많이 올라가게 되고, 그렇게 되면 입김이 퍼지는 영역이 넓어져서 탁구공이 다시 중심으로 향하는 힘을 충분히 받지 못하게 만들 것이다. 따라서 적당히 세고 균일하게 입김을 불어주는 것이 중요하다.
이와 같은 현상은 우리 일상생활 속에서도 살펴볼 수 있는데, 빠르게 지나가는 전철이나 기차의 옆에 있을 경우에 우리 몸이 전철이나 기차 쪽으로 딸려 들어가는 것은 우리 몸의 부분부분에 바람의 빠르기가 달라지기 때문이다. 이런 현상은 달리고 있는 기차 안에서 창문을 열거나 출입구을 열고 몸이나 물건을 밖으로 뺄 때도 발생한다. 차 안의 바람은 거의 없기 때문에 차 밖의 빠른 바람과의 사이에서 밖으로 향하는 압력을 만들기 때문이다.
참고삼아 베르누이의 원리와 관련있는 한 가지 현상을 더 살펴보자.
'양력'을 모두 알고 있을 것이다. 비행기 날개와 같이 윗쪽이 아래쪽보다 공기와의 접촉면적이 넓을 때 윗쪽으로 받는 힘을 말한다. 이러한 양력은 비행기 날개의 아랫면에 형성되는 바람의 속도보다 날개의 윗면에 형성되는 바람의 속도가 빠르기 때문에 베르누이의 원리에 의해서 윗쪽으로 힘이 형성되기 때문에 발생한다. 하지만 양력은 사실상 속도가 느릴 때 형성되는 것으로, 속도가 빠르면 양력과는 무관하게 날개가 공기를 밑으로 누르는 힘의 반작용으로 비행기가 떠오르게 된다. 그래서 저속 항공기와 고속 항공기는 날개의 단면이 확연이 다르게 생겼다.
이 글에서는 비행기 뒷쪽에 생기는 소용돌이를 막는 일에 대해서 말하려고 합니다. 이 글은 네이버의 푸른하늘님의 "보잉 B777 항공기에 윙렛(Winglet)이 없는 이유는?" 글을 기초로 하여 작성됩니다. 푸른하늘님은 이 글을 작성할 당시(2007.01.16) 파일롯 훈련생이었다고 합니다. 그래서 항공관련 지식으로 이 글을 작성하였습니다. 저는 이 글을 물리적인 관점에서 기술할 것이고, 그래서 많은 항공 용어들이 생략되고, 제 이전 글들과 마찬가지로 물리적인 용어들로 설명될 것임을 미리 말씀드립니다. 그리고 이 글에 사용되는 이미지는 푸른하늘님의 허락을 얻어 그 글에서 옮기는 것이니 다른 곳으로 옮겨 사용하시지 마시기 바랍니다. 그런고로 이 글의 펌을 허락하지 않습니다. 이 글을 빌어 좋은 글을 작성하여 주시고, 이미지 사용을 허락해 주신 푸른하늘님께 감사함을 전해 드립니다.
비행기 뒷쪽의 소용돌이를 막아라!!
비행기가 처음 개발되었을 때에는 비행기들은 크기도 작고, 저속으로 운행하였고, 비행기 사용 용도가 극히 제한적이었기 때문에 잘 뜨기만 하면 좋은 비행기였습니다. 하지만 시간이 지나서 비행기의 용도가 확대되고, 대형화되며, 고속화되면서 여러가지 문제가 발생하게 됐습니다. 이 때 가장 심각하게 대두된 문제중 한 가지가 날개 뒤에 생기는 소용돌이(Wing Tip Vorticies)입니다.
이에 대해서 설명하려면 우선 날개에 대해서 설명해야겠죠. ^^
날개에 작용하는 힘
이 그림의 날개의 단면을 살펴보면 날개의 앞쪽에서부터 불어오는 바람과 이로인해 생기는 양력, 하강기류가 표시되어 있습니다. 이 날개가 저속으로 비행하는 작은 항공기이건, 빠른 속도로 비행하는 대형 항공기이건 위로 힘을 받는 것은 마찬가지인데, 그 근본원리는 약간의 차이가 있습니다. 저속으로 비행하는 항공기의 날개에서는 아래쪽과 윗쪽에 형성되는 압력의 차이가 발생하게 되고, 이로부터 양력이 발생합니다. 일반적으로 베르누이의 원리[각주:1]에서 말하는 베르누이는에 의해서 양력이 발생한다고 하는 것은 이 경우를 말합니다. 반면 고속으로 비행하는 항공기의 날개에서는 아래쪽 면에 닿는 강한 바람이 날개를 따라 강하게 하강하게 되고, 그 반작용으로 비행기가 상승하게 됩니다. (이 두 힘은 원리적으로 매우 비슷하지만, 물리적으로 약간 다릅니다.)
날개 뒤의 소용돌이가 문제가 된 것은 비행기를 농경용으로 사용하면서부터라고 합니다. [각주:2] 일찌기 미국에서는 농경용 비행기를 이용해서 파종, 급비, 농약살포를 하고 있었습니다. 그런데 문제는 비행기 뒷쪽의 소용돌이가 발생하면서 파종을 할 때 종자(씨앗)들이 땅에 균일하게 떨어지지 못했다는 것입니다. 더군다나 비료를 줄 때도 여기저기 묘여서 떨어지니 웃자라는 곳은 웃자라고, 거름이 없어 이삭을 작게 맺는 곳은 또 나름대로 작게 맺게 됐습니다. 거기다가 농약이 편중되게 떨어지니 적게 떨어지는 곳을 없애기 위해서 농약 사용량을 크게 늘리거나(당시 미국에서는 대부분 이렇게 농사를 지었습니다.) 불균일하게 살포되는 것을 그대로 놔두거나 했야 했습니다.
독수리
어떤 대학교 교수가 이를 해결하기 위해 다년간 연구하다가 독수리의 날개를 보고 그 날개를 흉내내서 제작한 날개를 비행기에 장착하여 비행기 뒤의 소용돌이를 없앴다고 합니다. 더군다나 이러한 장치를 장착하면 비행에 필요한 연료를 대폭 절약할 수 있었기 때문에 오늘날에는 보다 덜 복잡하고 효율을 높인 윙렛(winglet)이라는 장치로 발전하게 되었습니다.
날개 끝의 소용돌이는 비행기 연료 절약뿐만 아니라 비행기의 이착륙시에 안전에도 영향을 미치므로 윙렛은 현대의 대형 비행기에는 필수적인 부품이 됐습니다.
소용돌이의 발생 이유
날개 뒤의 소용돌이는 이 때 발생하는 하강기류 때문에 발생하게 됩니다.
이 그림에서는 어떻게 날개 뒤의 소용돌이가 나타나는지를 설명하고 있습니다. 우선 어떤 물체의 모서리 부근에 바람이 강하게 불면 규칙성을 찾아보기 힘든 와류(혼돈스런 움직임의 흐람)가 발생합니다. 이 와류의 모습은 물체의 모양과 바람의 세기에 따라서 바뀌게 되는데, 가장 대표적인 것이 전선줄이나 회초리를 뒤두를 때 나는 "부웅~" 소리입니다.[각주:3] 하지만 비행기의 날개는 규칙적으로 한 방향으로 편향되는 구조를 갖고 있고, 공기의 흐름이 한쪽 방향으로 치우치면서 흐릅니다.
윗 그림은 푸른하늘님의 블로그에서 그대로 옮겨온 그림입니다만 물리적으로 약간 틀립니다. 소용돌이가 나타나는 이유를 말씀드리면 다음과 같습니다. 비행기의 날개 뒷쪽에는 양력의 반작용에 의한 하강기류가 형성됩니다. 하강기류라 함은 고속 비행기의 날개 뒤에서도 반작용으로 나타나는 것으로 동일합니다. 이 때 하강기류의 크기는 날개가 받는 양력(반작용)의 크기에 대체로 비례하게 되므로 날개가 넓을수록 더 강하게 나타납니다. 그리고 비행기의 날개는 몸통 쪽이 더 넓고 날개의 끝쪽이 더 좁습니다. 그래서 몸통 쪽은 날개의 끝쪽보다 더 강한 하강기류가 형성됩니다. 상대적으로 바람 전체가 하강기류가 형성되기는 하지만 몸통쪽의 하강기류가 더 강하게 나타나므로 전체적인 모양은 윗 그림에서와 같이 몸통 쪽에 하강기류가 형성되고, 날개 끝 부분에 상승기류가 형성되는 소용돌이가 발생하게 됩니다. 그런데 비행기 날개는 대부분 비행기 뒷쪽으로 비스듬하게 만들어져 있습니다. 이러한 날개의 각도 때문에 실제로 우리가 생각하는 것보다 날개 끝에서 발생하는 소용돌이가 약하게 만들어집니다.
윙렛(Winglet)의 원리
비행기의 윙렛의 생김새는 어떨까요? 초기의 윙렛은 독수리의 날개 끝 모양을 하고 있었다는 것을 위에서 말씀드렸습니다.
윗 그림에서 보실 수 있듯이 보잉737 항공기의 윙렛은 아직도 그 모양을 유지하고 있습니다. 초기의 윙렛은 저 끝 부분이 여러 개로 갈라져 있었다고 생각하시도 됩니다. 그런데 그렇게 하면 공기와의 접촉면적이 넓어져서 점성저항[각주:4]이 증가하는 관계로 아무래도 효율면에서는 좀 낮아지겠죠? 그래서 하나로 합쳐지게 된 것입니다.
윙렛을 장착하면 날개 끝의 소용돌이가 사라지는 원리는 또한 날개 끝에서 소용돌이가 발생하는 원리와 똑같습니다. 날개 끝의 소용돌이가 발생하는 원리를 다시 한 번 떠올려 보세요. 몸통에 가까운 날개 부근에서 더 강한 하강기류가 형성되고, 날개 끝 부분에서 약한 하강기류가 형성되면서 날개의 바깥쪽으로 상승하는 기류가 형성됩니다. 이 상승기류는 날개 윗쪽으로 돌아 들어오면서 날개 안쪽을 누릅니다. (물론 실제로 날개의 윗쪽을 누르는 공기흐름은 발생하지 않습니다. 공기가 한바퀴 회전했을 때면 비행기는 이미 멀리 날아간 상황이니까요.) 여기에 윙렛을 달면 소용돌이를 막을 수 있습니다. 날개 끝이 약간 들려있는 구조이다보니 양력(또는 반작용)에 의한 공기의 움직임이 날개의 끝쪽 방향으로 생기게 됩니다. 바로 위의 밑줄친 곳에서 말한 날개의 윗쪽으로 돌아들어오려는 공기의 흐름과 상쇄하여 소용돌이가 사라지는 것입니다. 따라서 윙렛의 크기는 날개의 기하학적 모양과 비행기의 속력에 따라서 적절하게 설계되어야 합니다.
그리고 또 한 가지 윙렛이 설치되어서 연료가 얼마나 절감될 것이냐에 대한 논의도 해야 합니다. 조금 위에서 공기와의 접촉면적이 넓어지면 점성저항이 증가한다고 말씀드렸습니다. 그렇다면 윙렛을 장착할 경우에는 점성저항이 증가해서 연료소모량이 증가할 것입니다. 거기다가 압력이 높아지면 점성저항은 더욱더 증가합니다. 점성저항은 유체의 밀도에 비례하므로 공기의 경우에는 압력에 비례한다고 생각해도 될 정도이므로 지표로 내려오면 내려올수록 점점 더 증가하겠죠. 그래서 윙렛은 고도가 낮아지면 낮아질수록 연료소모를 증가시킵니다. 윙렛이 날개 끝의 소용돌이를 상쇄시키면서 절약하게 되는 연료의 양과 비교해서 저고도에서 더 소모하게 되는 연료의 양은 어느정도가 될지는 매우 복잡한 상관관계가 있을 것입니다. 더더군다나 압력저항의 상관관계도 매우 복잡하게 나타날 것이므로 어느 고도에서 연료가 절약될 것이냐의 논의는 비행기의 종류와 속도에 따라 달라질 것입니다. (확실한 것은 속도가 느려지면 윙렛이 있는 것이 도움이 될 것이라는 점입니다.)
윙렛(Winglet)의 진화형
그럼 윙렛이란 장치로만 날개 끝의 소용돌이를 막을 수 있을 것이냐를 생각해 봐야 합니다. 윙렛이 소용돌이를 막는 원리를 설명드렸으니, 기하학적 모양이 달라져도 윙렛과 같은 작용을 하는 장치를 구현하는 건 가능하다는 것을 아실 수 있겠지요. 더군다나 윙렛은 무게도 많이 나갈 뿐만 아니라 기하학적 모양에서 오는 내구도가 떨어지는 약점도 존재합니다. 그래서 지금도 계속해서 새로운 방법을 개발해 내고 있습니다.
① clean-sheet
보잉 777 기종의 날개 끝은 매끄럽게 끝나고 있습니다. 이렇게 만든 이유는 날개에서 발생하는 하강기류를 서서히 줄여서 날개 끝에서 발생하는 소용돌이를 줄일 수 있기 때문입니다. 이러한 방식을 clean-sheet이라고 합니다.
푸른하늘님 말씀에 의하면 윙렛의 길이의 80%에 해당하는 만큼 날개의 끝을 늘리는 것이라고 합니다. 이렇게 만들면 소용돌이를 완전히 줄이지는 못하겠지만, 날개의 끝 부분에 최소한의 소용돌이만 형성시킬 수 있을 것입니다.
② Raked Wingtips
위 그림을 살펴보면 Boeing 762는 clean-sheet을 갖고 있는데 비해서 Boeing 764의 경우에는 날개의 끝이 비스듬하게 형성된 것을 볼 수 있습니다. 이를 Raked Wingtips라고 부릅니다. 이러한 제작은 clean-sheet의 끝에서 약하게 형성하는 소용돌이를 완전히 제거하기 위해서 만든 것입니다. 소용돌이가 발생하는 이유를 설명하는 부분에서 비행기의 날개가 뒷쪽으로 비스듬하게 만들어지기 때문에 소용돌이가 우리가 생각하는 것보다 약하게 형성된다고 말씀드렸습니다. 그것을 clean-sheet에서 날개의 길이를 늘림으로서 더 약하게 만들고, Raked Wingtips를 추가하여 더 비스듬하게 만들므로서 더욱더 약하게 만드는 것입니다. 그리고 이렇게 만드는 것은 윙렛과 같은 원리를 그대로 적용할 수 있기 때문이기도 합니다.
③ win fence
wing fence를 볼 수 있다.
반면 프랑스의 Airbus사에서 사용하는 방법은 앞의 Boeing사에서 제작한 방식들과 원리는 동일하지만 기하학적인 모양이 다른 Wing fence라는 방식을 사용합니다. 아마 특허와 관련된 문제 때문에 다르게 제작하는 것 같습니다.
미래의 비행기는 어떤 모습이 될 것인가?
앞에서 말씀드렸다시피 비행기의 기하학적 모양에 따라서 날개 끝의 소용돌이는 얼마든지 제거할 수 있습니다. 그렇다면 앞으로는 어떤 비행기의 모양이 나올 수 있을까요?
가장 첫번째로 생각되는 방식은 날개의 끝을 만들지 않는 것입니다. 날개의 모양은 아무런 제약조건이 없고, 다만 끝을 만들지 않으면 되는 방법이니까 날개를 앞쪽, 뒷쪽, 윗쪽, 밑쪽 등등 어떤 방향으로나 원형으로 만들거나 삼각형, 사각형으로 만들 수도 있을 것입니다. 이렇게 만들면 비행기가 잘 날 수 있을까요? Boeing사의 직원들이 계산한 바에 따르면 훌륭한 비행기의 한 모델이 될 수 있다고 합니다.
반면 날개의 모양을 현재와 반대로 만들 수도 있습니다. 현재의 비행기는 뒤를 향한 V자모양의 날개를 갖고 있는데, 새로운 모양의 비행기는 앞을 향해있는 V자 모양의 날개를 갖는 방식인 것이죠. 이 방식이 얼마나 효율이 좋을지는 모르겠습니다만, 이미 SF영화에서도 본 적이 있을정도로 생각하기 힘든 비행기의 모양이죠. 날개에서 발생하는 소용돌이는 날개 끝을 통과해서 위로 올라가는 형태가 아니라 그냥 직하강하는 모양을 하게 될겁니다. 단지 이 모양이 실용화 되려면 날개의 내구성을 획기적으로 높일 수 있는 방법이 개발되어야 할 것입니다.
이런 방식 이외의 여러가지 방식으로 비행기를 제작할 수 있습니다. 다만 어떤 방식으로 제작하는 것이 현실성이 있느냐가 중요할 것 같습니다. 믿기 힘든 콩코드 같은 기종도 운행이 되는 시대이니 앞으로 나올 비행기의 모양은 더욱더 획기적으로 바뀔 수도 있을 것 같습니다.
베루누이는 이 법칙을 발견한 베르누이의 성인데, 물리학에서 알려진 베르누이는 모두 3명이 있습니다. 한 명은 아버지 베르누이이고, 두 명은 아들 베르누이들입니다. 아버지 베르누이와 큰아들 베르누이는 모두 뛰어난 물리학자였습니다만, 둘째아들 베르누이는 천재 물리학자였습니다. 그리고 베르누이의 원리를 발견한 것은 둘째아들 베르누이였답니다. 그런데 아버지 베르누이가 이 공을 가로채서 현재 알려진 베르누이는 아버지 베르누이라고 합니다. 부자 사이에서 있기 힘든 일이 있었네요. 둘째아들 베르누이의 공을 가로챈 것이 이번이 처음이 아니었기 때문에 둘째아들은 크게 낙담했다고 합니다. 그 이후 둘째아들 베르누이는 어떻게 살았을까요? ㅜㅜ [본문으로]
농경용 비행기에서 먼저 소용돌이에 대한 해법을 찾게 된 것인지, 대형 비행기에서 먼저 해법을 찾게 된 것인지는 명확하지 않습니다. 단지 제가 농경용 비행기가 우선이었다고 알고 있었다고만 말씀드리겠습니다. [본문으로]
다른 글에서 한 번 언급한 적이 있지만, 전선이나 회초리 뒷쪽에 소용돌이가 규칙적으로 나타나면서 생기는 소리입니다. 음파를 돌파해서 생긴다는 터무니없는 말씀을 믿지 마시기 바랍니다. [본문으로]
유체의 저항에는 점성저항과 압력저항이 있습니다. 이들의 저항은 유체의 종류와 물리적 상태, 물체의 기하학적 모양에 따라 달라지므로 정확히 뭐라고 말씀드릴 수는 없습니다. 점성저항은 물체의 이동속도에 비례하고, 압력저항은 물체의 이동속도에 제곱해서 비례하는 경향을 갖습니다. [본문으로]
비행기 날개의 양력에 대해서는 좀 논란이 있습니다만..
본문에서 말씀하신대로 베르누이의 원리 라는 설과.. 이동거리가 다름에 따른 점성저항의 원인으로 압력차가 생긴다는 설이죠.. 저는 후자의 손을 들어주고 싶은데요.. 왜냐면 베르누이의 원리는 같은 스트림라인(한국어로는 뭐라고 해야할까요?) 을 따르는 유체라는 가정이 있기 때문이죠.. 간단히 말해 앞부분에서 분리된 유체가 뒤에서도 만나야 하는데 꼭 그래야 하는 이유는 없으니까요.. :-) 점성저항의 경우는 이러나 저러나 설명이 됩니다만.. 전통적으로는 베르누이의 원리로 배워 왔죠..
그리고 점성저항의 경우 일반적으로 접촉면적이 많으면 증가하는것이 맞지만.. 강한 난류의 경우에는 그렇지 않을수도 있다는 설도 있스빈다.. 특히나 해양생물들의 경우 빠른 이동시 저항을 줄이기 위해 압력에 따라 미세하게 변형시켜 (면적이 늘어나죠..) 물의 저항을 줄인다는 연구도 있으니까요..
말씀 감사드립니다.
점성저항 이론이나 베르누이 원리 이론 등은 (솔직히 정확한 이들 이론은 잘 모르겠습니다만...) 속도가 느릴 때 적용하는 것이죠. 종이비행기나 고무동력기 등, 속도가 느린 자동차, 경비행기 등등....
속도가 빠르면 이들 두 이론이 모두 무용지물이 되구요. ^^
유체역학이 재미있기도 하지만, 이쪽으로 재능이 있는 인재를 찾기 힘들어서 홀대받는 것이 아닌가 생각합니다.
1년중 가장 낮이 길다는 하지입니다. 우리나라에서 생활하는 모든 성인들은 하지가 낮의 길이가 가장 길다는 것을 알고 있을 것입니다. 반대로 동지는 가장 낮의 길이가 짧은 날이고, 춘분과 추분은 낮과 밤의 길이가 똑같은 날이지요. 그래서 춘분과 추분중 하루를 택해서 1년의 시작으로 삼자고 주장하는 학자들도 계십니다.
참 이상한 것은.... 우리나라 성인들의 대부분의 상식입니다. 낮의 길이가 가장 길다는 하지는 매년 같은 날 6월 21일에 계속됩니다. 동지도 또한 같은 날 12월 21일에 계속되지요. ^^ 우리 조상이 만든 24절기는 음력이 계절에 맞지 않아서 계절에 따라 따로이 만든 우리 조상들의 지혜였습니다. 그래서 계절에 잘 맞죠..^^
반면 우리는 계절에 잘 맞는 또 하나를 갖고 있습니다. 바로 양력입니다. 양력은 서양에서 전래된 것인데, 서양인들이 양력을 만들때 하늘에서 태양의 움직임을 보고서 만들었기 때문에 계절에 잘 맞는다고 합니다. 언듯 듣기로는 이집트의 나일강이 1년에 한번 큰 홍수가 나는데 그 홍수는 거의 일정한 계절마다 발생했다고 합니다. 그래서.... 이집트의 신관들은 별을 보고 홍수날 날을 계산해 냈는데 그로부터 발전해서 양력이 만들어 졌다고 합니다. 양력에 관한 에피소드(?)는 너무 많아서.. 여기서는 생략하기로 하고... 양력의 최대 단점은 1년이 시작하는 날이 아무런 특징이 없는 날이라는 것이죠. (그래서 위에 춘분이나 추분을 1년의 시작으로 삼자는 주장이 제기된 것이랍니다.)
우리나라에서 전통적으로 사용하는 음력은 달의 충만을 보고서 만들었다고 하는데 왜 새해가 현재의 음력 1월 1일로 결정됐는지는 알려지지 않았습니다. 다만 정월대보름이 1년중 달이 가장 밝은 날이기 때문에 그를 기준으로 그믐을 새 해를 시작하는 날로 삼았다는 추측이 가장 유력해 보입니다.
여기까지 설명하고 한가지 말하자면.... 우리나라 사람들은 우리 조상들이 만든 것이라면 모두 연관짖는 습관이 있다는 것입니다. 그래서 시간을 나타내는 달력이나 24절기나 모두 음력이라고 생각하는 것이죠. 또 하나는.... 띠를 따지는 간지도 음력으로 따진다는 것이고...^^ 하지만 이 세가지는 기준이 다르다는 것입니다.
24절기는 춘분부터 시작합니다. 또한 그 날짜가 양력으로 거의 고정됐다는 것을 알 수 있습니다. 따지는 산술 방식이 약간 틀려서 약간씩 변화하기는 하지만 크게 차이나도 하루입니다. 또한 12간지가 바뀌는 시간도 춘분에서 시작합니다. 따라서 음력 1월 1일에서 춘분 사이에 태어나는 사람들(혹은 춘분에서 음력 1월 1일 사이에 태어나는 사람들)은 참 애매한 생일과 띠를 갖게 되는 것이지요. ^^
하지 하면 우리 조상들은 장마의 시작으로 보고, 또 무더위가 시작하는 출발점으로 봤다고 합니다. 실제로 올해도 제주도는 지금 장마가 시작되고 있지요... ㅎㅎㅎㅎ 그래서... 하지가 되면 항상 무더위를 대비해야 하기도 하고, 건강에 조심해야 하는 시간을 알리는 시기이기도 합니다.
무더우니 저같이 선인장이나 다육식물을 기르는 사람들은 화분관리에 만전을 기해야 하는 때이기도 합니다. ㅎㅎㅎㅎ 지금 관리를 잘 못하면 식물체가 썪어버리기 일쑤이지요....
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마지막 구절.. 좋은거 알았네요-_-;
처음 들어봤어요ㅋ
그냥 베르누이의 원리만 알았는데...;;
과학적인 원리들을 들여다보고 있으면 놀랄 때가 한 두 번이 아닙니다. 수 많은 사례들을 하나로 적립해, 원리를 규명해내는 걸 보면 과학의 대단함에.. ^^;
역시.. 어려워요.. T.T
기본 원리가 생략되어 있어서 그런 것일까요??? ㅜㅜ
기본 원리부터 시작해서 시리즈물로 만들어야 하는건가? ㅜㅜ