국립과천과학관 — 공룡 화석과 거중기에서 관찰과 실험의 단서를 찾다경기도 과천시 상하벌로 110길찾기
💡 오늘의 Aha!Q
“큰 돌을 드는 장치에 줄과 바퀴가 여러 겹으로 연결되어 있습니다. 손이 당기는 거리와 돌이 올라가는 거리는 같을까요?”
거중기는 무거운 돌을 들어 올릴 때 도르래를 이용하는 장치입니다. 정약용의 설계와 수원 화성 축성의 이야기로 알려져 있으며 과학관에서는 거중기 관련 전시와 체험을 통해 줄·바퀴·하중의 관계를 살펴볼 수 있습니다. 전시 장치는 당시 공사 현장의 원물이 아니라 원리를 보여주는 모형·재현물로 읽습니다.
고정된 도르래는 주로 힘을 가하는 방향을 바꾸고, 하중과 함께 움직이는 도르래를 조합하면 여러 줄이 무게를 나누어 받습니다. 이상적인 조건에서 하중을 지탱하는 줄이 늘면 당겨야 할 힘은 줄어듭니다. 대신 물체를 조금 올리기 위해 더 긴 줄을 당겨야 합니다.
힘이 줄었다고 일을 공짜로 하는 것은 아닙니다. 힘과 이동거리의 교환이 일어나며 실제 장치에는 마찰과 줄의 무게도 작용합니다. 안내된 체험에서 손의 힘뿐 아니라 줄을 얼마나 당기는지 함께 보면 기계의 이점과 조건이 같이 보입니다.
한국과학문명관의 다른 전시도 사람의 일을 돕는 도구라는 관점으로 이어볼 수 있습니다. 지도는 공간 정보를 정리하고 도량형은 서로 같은 기준으로 재게 합니다. 한 장치의 원리에서 출발해 많은 사람이 함께 일할 때 기술과 기준이 왜 필요한지 생각해보세요.
꼭 해볼 것
- 거중기에서 줄을 당기는 쪽과 하중이 매달리는 쪽을 찾아보세요.
- 체험이 가능하면 손의 이동거리와 물체의 이동거리를 비교하세요.
- 지도나 도량형 전시에서 여러 사람이 같은 정보를 쓰게 만드는 장치를 하나 찾으세요.