거중기 — 큰 돌을 올릴 때 왜 도르래를 여러 개 썼을까?

정약용은 수원 화성 축조와 관련한 거중기 설계로 널리 알려져 있습니다. 유적지의 재현 장치와 디오라마는 큰 석재를 들어 올려 건설 현장에 쓰는 과정을 설명합니다. 눈앞의 장치는 당시 공사장에서 쓰던 원물이 아니라 구조를 이해하도록 만든 전시입니다.

여러 도르래를 조합하면 물체를 지탱하는 줄의 가닥을 늘려 필요한 힘을 줄일 수 있습니다. 대신 같은 높이만큼 올리려면 더 긴 줄을 당겨야 합니다. 일을 공짜로 만드는 장치라기보다 힘과 움직이는 거리의 관계를 바꾸는 장치입니다. 실제 장치에서는 마찰과 재료의 강도도 중요합니다.

줄이 어떤 바퀴를 지나 어느 부분을 지지하는지 눈으로 따라가세요. 작은 도면만으로 이해가 어렵다면 설명 그림과 재현 장치를 번갈아 봅니다. 허용되지 않은 장치는 직접 당기거나 올라가지 않습니다.

✅꼭 해볼 것

• 돌을 지지하는 부분과 사람이 줄을 당기는 부분을 찾아보세요.
• 적은 힘으로 올리는 대신 무엇을 더 많이 움직여야 하는지 가족에게 설명해보세요.