[과학향기]물리를 배운 사람은 가방끈이 짧다

물리를 배운 사람은 가방끈이 짧다

[제 783 호/2008-07-11]

가방끈은 짧아야 좋다. 이 말이 무슨 뜻인지 의아해하는 분들이 있을 것이다. 가방끈이 짧다는 건 학벌이 낮다는 관용표현이기도 하기 때문이다. 하지만 여기선 그 얘기를 말하는 게 아니다. 가방끈을 짧게 하면 무거운 책가방을 가볍게 들 수 있다. 그리고 군인들이나 등산가들은 배낭을 가볍게 하기 위해 모포와 같이 가벼운 것을 배낭 아래에 두고 무거운 것은 위쪽에 둔다. 그렇다면 가방끈을 짧게 하는 것이나 무거운 물건을 위쪽에 두는 것은 그 반대 경우와 어떤 차이가 있을까?

가방끈을 짧게 한다고 해서 가방의 무게가 가벼워지는 것은 아니다. 또한 배낭 속에 물건을 어떻게 배치하건 배낭의 무게가 변하는 것도 아니다. 가방끈과 물건의 배치는 질량에 영향을 주는 것은 아니며, 질량이 같다면 작용하는 중력의 크기도 같다. 하지만 어깨에 작용하는 힘의 크기는 가방끈의 길이와 배낭 속 물건의 위치에 따라 달라진다. 가방끈은 어깨를 심하게 조이지 않는 한 가방이 등에 밀착되게 짧게 매는 것이 좋고, 배낭은 무거운 물건이 위쪽이나 등쪽이 붙도록 배치하는 것이 좋다. 이렇게 하면 가방의 질량에는 변함이 없지만 가방을 메고 다니기 한결 쉬워진다. 흔히 끈을 짧게 하는 것을 간단히 지레의 원리로 설명할 수 있다.

사람을 비롯해 지상의 모든 물체는 쓰러지지 않고 안정된 상태를 유지하기 위해 무게 중심의 수직선이 발 사이에 위치해야 한다. 사람의 경우 무게 중심은 발바닥으로부터 약 58%인 배꼽 근처에 있는데, 이 지점의 수직선이 발 사이에 위치해야만 쓰러지지 않고 서 있을 수 있게 된다. 따라서 발을 벌리고 서게 되면 발 사이의 면적이 증가하기 때문에 붙이고 서 있는 것보다 안정되게 되며, 이러한 이유로 네발 동물이 인간보다 잘 넘어지지 않는다.

임산부나 비만인 사람과 같이 배가 많이 나온 경우 무게 중심이 앞쪽으로 쏠리게 되어 쓰러지지 않기 위해 몸을 뒤쪽으로 젖히는 자세를 하게 되어 허리에 부담을 주게 된다. 가방이나 배낭을 멜 때도 마찬가지로 무게 중심이 변하게 되고, 쓰러지지 않기 위해 몸을 앞으로 약간 숙이게 된다. 이때 가방이 무게 중심보다 높은 위치에 있을 때는 허리를 조금 숙이는 것으로 새로운 안정된 자세를 유지할 수 있다. 즉 허리를 조금 숙이는 것만으로 새로운 무게 중심의 수직선을 발 사이에 오게 할 수 있게 된다. 하지만 가방의 위치가 낮을 때는 어깨가 감당해야 하는 가방의 무게가 증가하게 된다.

가방의 위치가 위쪽일 때는 허리가 가방 무게의 일부를 바로 다리로 전달하는 역할을 하기 때문에 어깨에 부담을 줄여주는 역할을 한다. 가방이 무게 중심선의 수직선상에 있어 가방의 무게가 바로 다리로 전달되는 것이다. 하지만 가방의 위치가 허리보다 아래에 있을 경우에는 가방 무게의 대부분이 어깨에 걸리기 때문에 어깨에는 더 큰 힘이 걸리게 된다. 또한 허리를 조금 구부리기 위해서는 엉덩이를 뒤로 조금 내밀게 되는데, 이때 가방이 엉덩이 부근에 있다면 가방은 엉덩이를 밀어 넣는 방향으로 힘을 작용하게 되어 결국 근육이 감당해야 할 힘의 크기가 증가하게 된다. 극단적으로 생각해서 가방이 엉덩이 아래까지 내려올 정도로 길다면 가방의 무게는 끈을 통해서 고스란히 어깨에 전달된다.

가방이 엉덩이 위에 있게 되면 가방이 진동하는 문제도 발생한다. 걸어가면서 좌우로 엉덩이가 움직일 때마다 가방이 흔들리기 때문에 어깨에 지속적으로 흔들림이 전달된다. 가방을 흔들릴 때 발생하는 역학적 에너지는 결국 사람이 엉덩이를 통해 가방에 일을 해주었기 때문에 생겨난 것으로 이만큼의 에너지 낭비가 발생하게 되는 것이다.

가방을 메는 것과 마찬가지로 한쪽 발을 들고 외발로 서는 경우 무게 중심의 수직선을 한쪽 발아래에 두기 위해 상체를 발을 든 쪽과 반대쪽으로 구부리게 된다. 또한 한쪽 손에 물건을 들고 있는 경우에도 이와 마찬가지로 허리를 구부리게 된다. 따라서 물건을 한쪽에 드는 것보다는 양쪽에 나누어 쥐는 것이 팔에도 무리를 적게 줄 뿐 아니라 허리에 부담도 들어주게 된다. 이러한 이유로 팔을 한쪽 잃어버린 사람의 경우에 무게 중심을 맞추기 위해 원래 팔 무게와 비슷한 인공팔을 착용하게 된다. 그렇지 않은 경우 지속적으로 허리 근육을 긴장시켜 허리 통증으로 이어지거나 심하면 척추가 뒤틀리는 경우도 발생하기 때문이다.

가방을 바른 자세로 메는 것뿐 아니라 물건을 바른 자세로 드는 것도 매우 중요하다. 무릎을 구부리지 않고 허리를 60° 정도 구부린 채로 20kgf의 물체를 들어 올리게 되면 요추에는 300kgf 이상의 힘이 걸리게 된다. 허리에 이렇게 큰 힘이 걸리는 것도 바로 지레의 원리에 의한 것이다. 요추에서 멀리 떨어진 곳에서 힘이 작용할 경우 힘점이 받침점에서 멀수록 더 큰 힘이 작용하는 것과 마찬가지로 큰 힘이 작용하게 된다. 따라서 물건은 허리로 들어 올리는 것이 아니라 무릎을 구부려 들어 올려야 하는 것이다.

한때 가방을 길게 메는 것이 유행했던 적이 있다. 하지만 직접 체험을 해보면 가방끈을 길게 메는 것보다 짧게 메는 것이 훨씬 가볍다. 패션이나 유행도 좋지만 이왕이면 과학적 원리를 이용해 편리한 생활을 누리는 게 어떨까.

글 : 최원석 과학칼럼니스트

당신의 전생...

전생이란 걸 믿지 않는 나지만, 그래도 재미 삼아 클릭은 해 본다.

그런데 내 전생이라는 이야기가 이토록 기구할 줄이야. 5천년 전에 말이지...

아스트랄계에서 추출한 당신의 전생 정보 내역을 분석해본 결과,

당신은 B.C 30000 남부 아프리카 어느 해안가 동굴 에 살았던 무언가 생선을 잡았었 습니다.

그 당시에, 당신은 남부 아프리카 어느 해안가 동굴 에서 고기잡이를 했 었습니다.

당신이 인생에서 가장 행복했던 때는, 내가 배란 걸 만들었을 때 이고,

당신이 인생에서 가장 불행했던 때는, 배란 걸 타고 나갔던 아들이 죽었을 때 였으며,

당신의 죽음은, 옆 동네 부족이란 전쟁이 나서 투항을 하며 이루어졌습니다.

은밀한 전생체험 : http://blcat.kr/@/life.php

[ elmanoa ] 님의 전생정보

아스트랄계에서 추출한 당신의 전생 정보 내역을 분석해본 결과,

당신은 빅뱅이 일어나기 전 無 에 살았던 창조주였 습니다.

그 당시에, 당신은 無 에서 有를 창조하려 노력했 었습니다.

당신이 인생에서 가장 행복했던 때는, 처음으로 창조에 성공했을 때 이고,

당신이 인생에서 가장 불행했던 때는, 자신이 창조한 존재가 말을 안들었을 때 였으며,

당신의 죽음은, 더 강한 존재를 창조했다가 그 존재에게 소멸당함으로서 이루어졌습니다.

은밀한 전생체험 : http://blcat.kr/@/life.php

[음력생일]

아스트랄계에서 추출한 당신의 전생 정보 내역을 분석해본 결과,

당신은 고대마도시대 아리안스대륙 에 살았던 마법사의 제자였 습니다.

그 당시에, 당신은 아리안스대륙 에서 마법사의 시중을 들며 마도학을 공부했 었습니다.

당신이 인생에서 가장 행복했던 때는, 스승의 가르침으로 6서클까지 올랐을 때 이고,

당신이 인생에서 가장 불행했던 때는, 전투를 하다 마나서클이 붕괴되서 폐인이 ‰瑛뻑 였으며,

당신의 죽음은, 마나서클을 잃은 뒤 불구가 되서 하루하루를 비관하다 자살함으로서 이루어졌습니다.

깨지는 글자가 뭔지는 모르겠지만 아무튼 마법사는 멋있네... 청년 데트의 모험에서 라자우스가 생각난다.

엽기 음주 대가 니노미야 토모코

음주가무연구소
니노미야 토모코 글, 고현진 옮김 / 애니북스 / 2008년 3월

출간 즈음, 어떤 코믹한 작품이 나올까 몹시 기대가 되었었다. 헌데 올라오는 리뷰들의 반응은 그닥 신통치 않았다.  가격도 비쌌고 내용에 대한 신뢰도 그닥 높지 않아서 패쓰--할 뻔 했는데, 중고샵에서 건졌다.(..;;)

적당히 기대는 버리고, 적당히 엽기적일 거라고 생각하며 책을 읽기 시작하는데, 오옷 이건 생각 그 이상이다. 노다메 칸타빌레의 엽기적인 그녀 노다메의 캐릭터는 결국 작가 자신의 자화상인 듯하다.  순전히 너무나 술꾼이기 때문에 발생하는 여러 에피소드들이지만, 평소 그런 엽기적인 피가 흐르지 않고서는 이런 이야기들이 생길래야 생길 수가 없을 듯하다.

집안 자체가 대단한 주당 가문이고, 그녀는 음주가무 연구소(연구는 하지 않는다. 다만 술을 마실 뿐이다!)의 소장이지 않은가. 그녀의 친구들도 다 비슷한 주당들이 모였으니, 에피소드마다 가관이 아닐 수가 없다. 이를 테면 가위 바위 보를 해서 진 사람은 옷을 하나씩 벗기. 급기야는 술집에 모인 사람들이 다 같이 동참해서 모두 함께 옷 벗기 게임을 즐긴다. 작가 자신은 여자지만 그것 때문에 크게 조심하는 행동은 보이지 않는다.

밴드에선 기타를 맡고 있는데, 엽기적인 그네들의 연주 스타일은 어떨까 감히 상상해 보는데, 공연 자체도 꽤 엽기적일 거라고 어렵지 않게 떠올릴 수 있었다. 그녀의 남편은 같은 밴드의 드러머로 작가를 사모하고 있었는데, 스물 여덟살의 그녀가 황당한 이유로 프로포즈를 한다.  시골로 이사 가서 살고 싶은데 면허는 없고, 컨츄리 라이프가 외로울 것도 같은데 눈 앞의 그 남자가 꽤 쓸만(!)하다는 것이었다. 차와 면허를 갖고 있고, 컴퓨터로 만화 어시스턴트가 가능하고 작가를 좋아하니까! 그게 다다. 나름의 애정은 물론 있었겠지만 지극히 현실(?)적인 이 조건들로 결혼에 돌입하는 작가의 행태가, 어쩐지 몹시 자연스럽게 보인다. 그녀니까 가능하달까..;;;;

그녀의 결혼식 때 가족들이 보여준 모습도 대단했다. 엽기적인 딸에겐 엽기적인 부모님이 계시고 또 엽기적인 형제 자매도 있었던 것이다.

노다메 칸타빌레나 '그린' 등이 상큼 발랄 유쾌 엽기였다면, 두 개의 주제로 묶인 단편 시리즈인 이 책은 상큼 발랄 빼고 엽기, 엽기, 엽기의 연속이다.  그녀의 독특한 유머에 익숙해져 있기 때문에 거부 반응은 없었지만 뭔가 좀 껄쩍지근하긴 하다.

무엇보다도 이 대수롭지 않은 내용과 대수롭지 않은 페이지에 9.000원의 가격은 너무하다. 300페이지가 조금 못 되니까 일반 단행본의 1.5배 정도였으면 애교스러웠을 텐데, 이건 작가의 명성에 기대어 지나치게 상업적인 판촉으로 보인다.

가볍게 읽고 한 번 웃으면 만족스러울 스타일. 그러니까 나도, 중고샵에 되팔아야지.(결론은 그거였다!)

독서명문 된 시골학교 ‘기적의 도서관’

http://www.hani.co.kr/arti/society/schooling/297299.html

[과학향기]의사들만의 애로사항 - VIP 증후군

의사들만의 애로사항 - VIP 증후군

[제 782 호/2008-07-09]

야구에서 홈런 타자가 기록과 관중을 지나치게 의식하면 긴장해서 온몸에 힘이 들어가 공을 헛치는 경우가 많다. 그러면 관중들은 “힘 들어갔다. 힘 빼라.”라고 주문한다. 하지만 타자는 계속 긴장하여 팔에 힘이 들어가 결국 삼진아웃을 당하고 만다. 결승전 동점 상황에서 경기 종료 전의 페널티킥을 실축하는 축구선수도 마찬가지다.

사회적으로 유명한 사람이나 개인적으로 특별한 관계에 있는 환자를 수술할 때 외과의사는 야구선수처럼 자신도 모르게 더 긴장한다. 그러면 무난하게 수술하여 별 탈 없이 회복시킬 수 있는 환자에게 예상치 못한 일이 발생할 수 있다. 특별히 신경 써서 잘해주려고 했다가 오히려 의외의 합병증이나 실수 때문에 결과가 나빠질 수 있다. 이러한 경향이나 징크스를 일컬어 의료인들 사이에서는 VIP(Very Important Person) 증후군이라 한다.

사람들은 대개 아무 연줄이나 후광 없이 관공서나 병원을 찾아가면 제대로 대접받지 못한다고 생각한다. 그래서 아는 사람이 있으면 꼭 미리 연락해서 잘 봐달라는 부탁을 한다. 하지만 병원에서는 기대와 달리 반대의 결과가 생길 경우가 많기 때문에 가능하면 부탁을 하지 않는 것이 바람직하다. 외과의사가 수술이나 처치를 할 때는 빠른 시간 내에 과감한 결단을 내려야 할 경우가 많기 때문에 감정이 개입되면 잘라내야 할 것을 자르지 못하거나, 망설이느라 시간을 지체하여 예기치 못한 사고나 합병증이 발생할 수 있다. 수술 중에 누군가의 부탁이 생각나면 의학적 판단이 흐려질 수 있다. 외과의사가 자기 가족을 수술하지 못하는 이유도 바로 이것 때문이다. VIP 증후군은 엄연히 연구 논문으로도 발표된 사실이다.

VIP 증후군에 대한 법칙이 정해져 있는 것은 아니지만 몇 가지 이유는 있을 수 있다. 의사들의 친인척이나 지인이 부탁을 해오면 의사는 그 환자의 편의나 비용적인 면에서 좀 더 고려한다. 이를테면 힘든 검사이거나 비용이 많이 드는 검사일 경우에 의사는 의학적으로 냉정하게 판단하기가 어려워지는 것이다. 이렇게 환자의 편의를 고려하다 보면 중요한 검사를 놓치기도 하고, 지나칠 정도로 자주 치료하기도 하는 등 진료가 평소와 같지 않아서 오히려 사고가 생긴다. 의사는 어떻게든 환자에게 잘 대해주려는 의도지만 일단 탈이 난 뒤에는 당황하게 된다.

전문의가 VIP 환자를 위해 한동안 하지 않던 진료를 했을 때에도 문제가 될 수 있다. 예를 들면 인턴이나 레지던트가 하던 진료를 VIP 환자이기 때문에 의사 본인이 한다거나 주변의 전문의에게 진료를 부탁하게 되는 것이다. 그리고 의사 본인이 자신의 병을 진료하게 되는 경우도 탈이 생긴다. 스스로 잘 알기 때문에 진료나 처방을 빼먹고 본인에게 불편한 것은 무시하는 일이 많아진다. 다른 동료 의사에게 부탁하더라도 동료 의사의 입장에서는 이 의사 환자 역시 VIP 환자로 느껴져 부담을 가지게 된다.

과유불급이라 했던가. 지나친 것은 모자란 것보다 못하고, 모자란 것보다는 적당한 것이 낫다고 생각한다. 의도대로 잘 되면 좋지만 의사도 사람인지라 인간적인 실수를 하게 마련이다. VIP 증후군도 결국엔 사람이 만드는 인재라고 할 수 있다. 의사는 환자를 환자로만 대할 때 가장 좋은 치료 결과를 얻게 된다. 누군가 학문적 진리는 보편성 위에서 더욱 빛을 발한다고 했다. 의사와 환자 간에도 이 보편성을 따르는 것이 최선의 방법임을 우리는 잊지 말아야 할 것이다.

글 : 강구정 교수(계명의대 동산병원 외과)