[줄이 들려주는 일과 에너지 이야기]

줄이 들려주는 일과 에너지 이야기 ㅣ 과학자가 들려주는 과학 이야기 21
정완상 지음 / 자음과모음 / 2010년 9월

<과학자가 들려주는 과학이야기> 21번째 이야기는『줄이 들려주는 일과 에너지 이야기』이다. 그리고 이 책에서는 지렛대의 원리, 도르래의 원리, 비탈의 원리를 영국의 물리학자 줄이 총 아홉번의 수업으로 설명을 해준다.

줄은 가장 먼저 일이 무엇인지를 말하고 있는데, 물체에 힘을 작용하여 일정한 거리만큼 이동한 것을 말하고, 이와 관련해서 같은 힘을 물체에 작용하면 일의 양은 물체의 이동 거리에 비례하고, 물체가 같은 거리를 움직이면 일은 물체에 작용한 힘에 비례한다는 사실을 알려준다. 만약 힘과 이동 방향이 서로 수직이면 힘이 한 일의 양은 0인 된다.

줄은 시소를 통해서 지렛대의 원리를 학생들에게 설명해주고, 이런 지렛대의 원리를 이용한 것에는 병따개, 손톱깎기, 장도리로 못을 뽑는 것이 있다.

도르래의 원리에서는 고정도르래와 움직도르래로 나누어서 이야기한다. 고정도르래는 힘의 방향을 바꾸는데 사용하고, 움직도르래의 경우 여러개를 연결해서 사용할 때 필요한 힘의 차이를 자세히 소개해 준다.

빗면의 원리에서는 빗면을 이용하면 작은 힘으로도 물체를 높은 곳으로 끌어 올릴 수 있다. 이때 빗면의 기울기가 급하면 큰 힘이 필요하고, 빗면의 기울기가 완만하면 작음 힘이 필요하기 때문에 일의 양이 똑같을 경우 빗면이 완만할 때는 더 긴 거리를 움직이지만 힘은 더 작게 필요로 한다는 것을 알 수 있다.

큰 원통과 작은 원통을 활용해서 실험을 보여주고, 각 원통에 작용하는 힘에 대해서 알아보는데 작은 원통에는 2배의 힘이 작용하기 때문에 큰 원통을 작은 힘으로 돌려도 작은 원통은 큰 힘으로 돌아게 되는데 이를 축바퀴의 원리임을 가르쳐 준다.

다음으로는 일을 할 수 있는 운동 에너지, 높이가 가지는 일을 할 수 있는 능력인 위치 에너지의 중력에 의한 위치 에너지와 탄성력에 의한 위치 에너지를 소개한다. 그리고 이 두 에너지를 합친 역학적 에너지에 대해서 설명한 다음, 에너지 보존 법칙까지 함께 이어서 설명한다.

끝으로 저자가 창작한 과학 동화인 <007 에너지 대작전>을 통해서 앞서 배운 내용들을 다시 한번 숙지할 수 있도록 하고, 본문과 부록에는 만화로 본문 읽기, 과학자의 비밀노트, 과학자 소개, 과학 연대표, 체크, 핵심 내용, 이슈, 현대 과학 등의 코너를 활용해서 내용과 용어를 정리하고 부가 설명을 하므로써 이 책을 읽을 어린이들이 좀더 쉽게 이해할 수도 있도록 도와준다.

[아르키메데스가 들려주는 부력 이야기]

아르키메데스가 들려주는 부력 이야기 ㅣ 과학자가 들려주는 과학 이야기 20
송은영 지음 / 자음과모음 / 2010년 9월

<과학자가 들려주는 과학이야기> 20번째 이야기는 『아르키메데스가 들려주는 부력 이야기』이다. 이번 책에서는 부력, 지레의 원리 등으로 알려진 물리학자 아르키메데스가 어린이들을 대상으로 부력에 대해 총 10번에 걸친 수업을 진행하는 내용이 소개된다.

첫번째 수업에서는 우리가 부력이라고 하면 가장 먼저 떠올리게 되는 물과 부력에 대한 내용을 가르쳐 준다. 모래사장과 물속에서 똑같은 돌을 들어올려도 물속에서 들어올리는 것이 더 적은 힘이 든다는 것을 실험을 통해서 보여주는데, 여기에서 나온 말이 물이 도우미 작용한다는 것이다.

즉, 물은 아래에서 위로 물체를 떠올려 주는 힘을 지니고 있는데 이러한 힘이 바로 부력 이다. 함께 알아둬야 할 것으로 중력이 나오는데, 이것은 지구가 물체를 중심 쪽으로 잡아당기는 힘을 말한다. 따라서 부력은 아래에서 위로 작용하고, 중력은 위에서 아래로 작용한다. 부력과 중력은 서로 반대쪽으로 작용하는 것이다. (p.19)

그렇다면 부력은 왜 항상 위로만 작용하는가에 대한 해답은 위쪽과 아래쪽에 각각 놓인 바닷물이 작용하는 수압의 차이에 의해서 생기는 알짜 수압이 위로 떠오르게 하는 부력을 낳기 때문이다.

책에는 아주 유명한 가짜 왕관에 대한 아르키메데스가 그 유명한 유레카(그리스어로 '알아냈다'는 뜻)를 외친 사건도 소개되어 있는데, 이 역시도 부력과 관련되어 있음을 알 수 있다. 흥미로운 이야기를 서두로 본격적인 아르키메데스의 원리가 소개된다.

여기에선 모양이 불규칙한 물체의 부피를 계산하는 방법이 나오는데, 물이 가득 찬 수조에 물체를 넣고 흘러넘친 물을 모아서 그 물의 부피를 측정하면 된다(p.63)고 한다. 이어진 수업을 통해서 정의를 내린 아르키메데스의 원리는 물에 잠긴 물체는 위로 향하는 부력을 받으며, 그때의 부력은 밖으로 흘러넘친 물의 무게와 같다(p.81)는 것이다.

여섯 번째 수업에서는 유체와 파스칼의 원리에 대해서 사우나실에서의 사례가 소개된다. 이는 유체의 한 곳을 누른 압력은 모든 곳 모든 방향으로 그대로 전달되어서, 단면적에 비례하는 힘을 얻는다(파스칼의 원리)는 것이다. 이후 수업에서는 공기의 부력에 대해서 기구, 열기구, 가스 기구, 비행선을 통해서 설명을 하고 있다. 마치 실제로 사람이 타고 있을 때의 느낌을 묘사하듯 자세히 표현하고 있어서 이해를 돕는다.

이렇듯 10번의 수업은 본문과 부록에는 만화로 본문 읽기, 과학자의 비밀노트, 과학자 소개, 과학 연대표, 체크, 핵심 내용, 이슈, 현대 과학 등의 코너를 활용해서 내용과 용어를 정리하고 부가 설명을 하므로써 이 책을 읽을 어린이들이 좀더 쉽게 이해할 수도 있도록 도와준다.

[레오나르도 다 빈치가 들려주는 양력 이야기]

레오나르도 다 빈치가 들려주는 양력 이야기 ㅣ 과학자가 들려주는 과학 이야기 19
송은영 지음 / 자음과모음 / 2010년 9월

<과학자가 들려주는 과학이야기> 19번째 이야기는 우리에겐 <모나리자>라는 그림으로 더 잘려진 『레오나르도 다 빈치가 들려주는 양력 이야기』이다. 레오나르도 다 빈치는 위대한 화가로 우리에게 익숙하지만 그는 실제로 다양한 분야에서 업적을 남긴 천재라고 할 수 있겠다.

이 책에서는 어린이들의 눈높이에서 양력에 대한 설명을 하고 있다. 레오나르도 다빈치는 무려 1492년에 지금의 헬리콥터와 비슷한 비행 기계를 설계했다고 하는데 이런 비행기가 날 수 있는 것도 양력 덕분이기 때문에 어쩌면 양력에 대해서 가장 잘 설명할 수 있는 사람이라고 할 수도 있을 것이다. 게다가 이 책은 역사적인 상황을 통해서 양력에 대해서 설명한다고 하니 더욱 기대될 것이다.

총 10번의 수업을 통해서 우리가 하늘을 날 수 있 원리이자 힘인 양력에 대해서 다양한 사례를 들어서 설명을 하기 때문에 지루하지 않은 수업이 될 것이다. 인간이 하늘을 나는 것에 대해 동경을 하게 되고, 이런 마음은 이카로스 신화를 통해서도 고스란히 나타난다.

레오나르도 다빈치의 연구를 시작으로 본격적인 글라이더에 대한 연구가 19세기 초, 영국의 케일리라는 사람에 의해서 시작되고, 시험비행을 하기도 한다. 하지만 비행의 역사를 연 사람은 독일의 릴리엔탈 형제라고 한다. 책에서는 이 내용과 관련해서 두 가지의 글라이더와 사고 실험이 소개되기도 한다. 이런 연구와 실험을 통해서 공기가 날개를 들어 올려 주는 힘을 양력이라고 한다는 것을 알게 된다.

이후 우리가 비행기하면 가장 먼저 떠오르는 라이트 형제와 플라이어 호의 이야기가 나온다. 이들은 1903년 12월 17일 미국의 노스캐롤라이나 주 키티호크 해안의 킬데빌 언덕에서 플라이어 호를 타고 비행을 선보인다. 그리고 이들이 비행에 성공할 수 있었던 비결인 엔진에 대한 내용도 이어지는데 증기 기관 엔진을 시작으로 해서 가솔린 엔진, 제트 엔진, 램제트 엔진, 스크램제트 엔진으로의 발명이 이어진다.

새가 비행할 수 있는 건 날개 때문이기에 다음 수업에서는 비행기 날개에 숨은 비밀에 대해 말해준다. 또한 유체의 빠르기와 압력은 반비례한다는 베르누이의 정리도 알아두어야 할 것이다. 또한 이 베르누이의 정리를 이용에 대해서는 야구의 변화구로 설명을 해준다.

일곱 번째 수업에서는 레오나르도 다빈치도 설계했었던 헬리콥터와 양력의 관계, 그렇다면 사람은 왜 날지 못하는가에 대한 이야기가 나오는데, 사람은 펼칠 새처럼 활짝 펼칠 수 있는 날개도 없지만, 더 근본적이고 결정적인 이유는 죽지의 힘이 새와 비교할 수 없을 정도로 약하기 때문이다.

새의 날개와 양력은 날개 면적이 넓으면 넓을수록 양력을 많이 받을 수 있고, 새의 깃털이 활짝 펼쳐지기 수운 구조이기 때문에 날개 면적을 넓게 해주며, 새의 위 깃털이 아래 깃털의 옆을 비키어 포개듯 붙어있는 구조는 날개에 부딪히는 공기의 흐름을 원활하게 해주기 때문에 날개가 받는 양력을 최대로 끌어 올려주기 때문에 새는 날 수 있는 것이다.

끝으로 철새들이 이동시 앞 철새의 날개 끝을 따라서 V자 형태로 줄지어 나는 것의 이유를 말해주는데, 에너지 소모를 상당히 줄일 수 있고, 공기와의 마찰에 의한 저항을 적게 받고, 날개짓에서 일어나는 공기의 소용돌이를 최상으로 얻어 떠오르는 힘을 유지할 수 있기 때문이다.

이상과 같이 양력에 대해서 다양한 비행기구와 새와 인간의 차이, 양력을 최대한 활용하기 위한 방법 등에 대해서 레오나르도 다빈치의 친절한 설명으로 알아볼 수 있는 것이다. 또한 역사적 사실, 다양한 실험, 용어 정리, 만화로 본문 읽기, 과학자 소개, 과학 연대표 등으로 설명을 깊이를 더하고 쉽게 이해할 수 있도록 도와준다.

[보이지 않는 수호자] (스포일러 포함)

보이지 않는 수호자 ㅣ 바스탄 3부작 1
돌로레스 레돈도 지음, 남진희 옮김 / arte(아르테) / 2014년 10월

돌로레스 레돈노라는 작가에 대해서 아는 것도 아니였고, 그렇다고 해서 국내에 출간된 상태도 아니였던 이 책을 읽을 생각했던 것은 오직 단 하나 표지 때문이였다. 표지가 너무 인상적이여서 너무나 읽고 싶었던 것이다. 게다가 개인적으로 좋아하는 미스터리한 내용을 담고 있는 스페인 작가의 글이니 궁금했었던 것도 사실이다.

『보이지 않는 수호자』는‘바스탄 3부작’의 제1부라고 한다. 스페인 바스트 지방에 있는 바스탄 계곡을 배경으로 해서 바스크 특유의 전설과 신화를 재현했다고 하는데 스페인 현지를 비롯해 전세계적으로 인기를 얻었고, 여러 문학상을 수상했다고 한다.

이 책에서는 스페인의 엘리손도라는 도시가 주된 배경이다. 이 작은 마을은 이전에 전염병이 돌았던 곳이기도 하고, 이곳 사람들은 여전히 바스탄 계곡을 떠도는 신비로운 이야기를 믿는 사람들이다. 그리고 이들과는 반대로 『양들의 침묵』의 클라리스 스털링에 비견된다는 형사 아마이아 살라사르는 과학과 이성을 믿고 그에 바탕을 둔 사건해결을 지향한다.

그리고 잔혹한 범죄들이 등장한다. 엘리손도가 지닌 그 특유의 분위기 속에서 10대 소녀들의 유린된 시체가 발생하고, 지역 사람들은 그곳에서 전설처럼 내려오는 이야기를 믿으려 하고, 이런 분위기는 사건이 잔혹하면서도 신비스러운 느낌이 들게 하는 요소로 작용한다.

경찰은 이 연쇄살인사건을 조사하기 위해서 이곳 출신인 형사 아마이아를 지명하고, 그녀는 오랜만에 엘리손도를 찾게 된다. 시체로 발견 소녀들의 모습은 이상하면서도 처참해 보였고, 하나같이 똑같은 방식으로 살해되었다.

아마이아 형사는 사건을 해결하고자 노력하지만 별다른 단서가 발견되지 않고, 그러는 사이 고향에서 가업인 공장을 이어 받은 두 언니와의 관계에서 사건이 해결되지 않는 답답함과는 또다른 곤란한 상황이 이어진다. 게다가 그녀의 가족들이 이 연쇄살인 사건과 어떤 연관성이 있을지도 모른다는 사실을 알아내면서 그녀는 점점 더 곤란한 상황에 놓이게 된다. 게다가 그녀 자신이 지니고 트라우마까지 어느 것 하나 쉽지 않은 상황들의 연속이다.

그럼에도 사건은 해결되고, 범인 밝혀진다. 이야기를 통해서 알게 된 의외의 범인과 그가 소녀들을 살해한 이유에 대해서는 이 책을 읽을 사람들을 위해서 반전이라는 이유로 남겨 두고자 한다.

[우리는 꼬리 치기 위해 탄생했다] 아름다움이 욕망하는 것들

우리는 꼬리 치기 위해 탄생했다 - 아름다움이 욕망하는 것들
스티브 다얀 지음, 서영조 옮김 / 위즈덤하우스 / 2014년 9월

일단 제목이 상당히 독자들의 흥미를 유발한다. 우리는 꼬리를 치기 위해서 탄생했다니, 꼬리친다는 것이 결코 좋은 의미로 받아들여지지 않은 우리 사회에 정면으로 반박하는 것이기도 하고, 새로운 해석을 보여주는 것이기도 해서 궁금했던 책이기도 하다.

‘야하게 생긴’ 것은 일종의 권력이다!
‘아름다움과 추함은 한끝 차이다!

과연 저자가 이렇게 말하는 것은 무슨 의도일까? 아기들도 미인을 구별한다고 말하고, 실제로 연구 조사된 사례를 보면 얼굴이 잘 생긴 사람이 그렇지 않은 사람보다 돈을 많이 번다고 하니 외모, 그중에서도 아름다움은 결코 무시할 수 없는 부분인 것이다.

아름다운 것에 끌리는 것은 인간의 본능이라는 점에서 이 책의 저자는 남녀가 각자에게 요구하는 미에 대한 것을 진화생물학과 신경정신의학의 관점에서 이야기를 하고 있으니 이런 이야기가 과학적인 근거에 따른 내용이라는 것을 알 수 있다.

책에서는 아름다움을 과학적으로 접근하고자 모나리자, 타지마할과 같은 예술품과 건축물을 예로 들어서 설명하고 있는데 이어서는 남자와 여자의 아름다움, 매력에 대한 이야기를 하고 있기 때문에 이 책은 결국 남녀의 관계에서 아름다움이란 어떤 존재이며, 어떤 요소가 남자와 여자를 보다 아름답게 만들고 보이도록 하는지(남녀의 차이), 나아가 이런 아름다움이 남녀관계에서 어떤 작용을 하는지 등에 관련한 이야기를 들려주는 것이다.

이러한 이야기를 통해서 아름답고 이상적인 얼굴의 특징에 대해서 말하는 동시에 인위적인 아름다움이 아닌 잠재의식을 이용해서 아름다움을 추구할 수 있는 방법에 대해서 이야기하고 있다는 점이 과학적이지만 흥미로움도 함께 담고 있어서 진정한 아름다움, 그런 아름다움이 욕망하는 것들에 대한 해부를 읽을 수 있는 책이라고 생각한다.

그렇기에 꼬리칠 수 있는 야함과 그런 매력적인 아름다움을 알고 싶고, 자신도 그런 매력을 갖고 싶은 사람들이 있다면 이 책을 통해서 거부할 수 없는 매력의 비밀을 발견하길 바란다.