'김연아 점프'에 담긴 과학원리는?

쾌청한 늦가을 하늘 아래. 제가 살고 있는 포항은 잠~ 시 사이언스 시티로 변신했습니다. 바로 제7회 포항 가족 과학축제와 제3회 과학체험 한마당이 열려 시민들을 맞이하고 있었기 때문이었는데요.

 

포항하면 여러분들은 무엇을 떠올리시나요? 아마 많은 분들은 포항제철(현 포스코)을 떠올리실 것 같은데요. 하지만! 이제 포항하면 과학도시라는 사실도 기억해 주세요~! 포항공대와 연계해 수 많은 연구기관이 자리잡고 있구요 경상북도 과학교육원에 경북과학고등학교도 역시 포항에 위치해 있답니다.

 

그래서 이런 기관들이 똘똘 뭉쳐 1년에 한 번씩 시민들과 학생, 어린이를 위한 행사를 열고 있구요. 그 현장에 제가 여러분을 대신해 다녀왔습니다.

 

아시아태평양이론물리센터(APCTP)가 주관한 제7회 포항 가족 과학축제 및 제3회 과학체험 한마당(2010.11.5 ~ 2010.11.7)으로 함께 가볼게요~

 

 아시아태평양이론물리센터(APCTP)

이 곳은! 1996년 6월 한국에 설립된 국제적인 비정부기구 입니다. 본부가 포항공대 내에 있지요. 이론 물리학분야에 관한 연구를 선도하고 있고, 또한 관련해 젊은 과학자의 연수 및 회원국과 물리학자들 사이의 국제협력 증진에 관한 다양한 활동을 수행하는 곳입니다. 회원국은 호주, 중국, 일본, 한국, 말레이시아, 필리핀, 싱가포르, 대만, 태국, 베트남, 라오스, 몽골, 인도(13개국) 입니다.

 

이제, 본격적으로 과학 축제 탐방을 해볼까요?

 

<행사장 입구>

 

2010년은 그 어느 해보다 스포츠에 대한 열기로 국민들의 관심이 고조된 해입니다. 벤쿠버 동계올림픽, 남아공 월드컵 16강 진출에 FIFA U-17 여자 월드컵 우승은 물론 얼마 전 있었던 2010 프로야구 한국시리즈에 현재는 광저우 아시안게임까지 열리고 있어 다양한 스포츠 분야가 국민들의 관심과 주목을 받았고 또 받고있죠?

 

이에 올해 과학 축제도 스포츠를 과학에 접목시켰습니다. 

<과학의 눈으로 스포츠를 마음껏 즐겨보세요! 스포츠 과학놀이 페스티벌~> 

축제의 주제가 가장 먼저 눈에 들어옵니다.

그리고 이를 반영하듯 구성된 행사장 안내도...

  

<프로그램 배치도>

 

 

여기저기 사람들로 인산인해더군요~

  

<프로그램 참여를 위해 대기하고 있는 사람들>

 

가장 먼저 제 눈에 들어온 건 피겨여왕 김연아 선수와 관련된 코너들이었습니다.  

<김연아 점프 체험>, <피겨여왕 따라잡기>

꼬마친구가 담당자의 설명에 귀를 기울이면서 열심히 연아선수가 점프 할 때의 포즈를 따라하는 중입니다.

 

 

<김연아 선수 따라잡기>

 

점프할 때 김연아 선수가 두 팔을 모으고 점프하는 모습 기억하나요?

여기에 각운동량 보존법칙과 회전관성이 숨어 있다고 합니다.

 

 

 각운동량 보존법칙이란?

 

쉽게 얘기하면 외부로부터 힘이 작용하지 않는다면 내부의 전체 각운동량이 항상 일정한 값으로 보존된다는 법칙인데요. 피겨스케이팅 선수의 회전속도를 가장 잘 설명할 수 있는 이론이 바로 각운동량 보존법칙입니다. 

각운동을 하는 물체는 질량과 속도와 반지름이 항상 비례합니다. 반지름이 작아지면 속도가 빨라지고, 반지름이 커지면 속도가 느려지는데요. 실 끝에 돌을 매달아 돌리면서 실을 짧게 하면 회전속도가 빨라진다거나, 피겨스케이팅 선수가 회전 할 때 팔을 모으며 가슴에 붙이는 것! 모두 각운동량 보존법칙으로 설명할 수 있습니다.

 

또, 각운동량은 물체의 회전관성에 회전속도를 곱한 값으로 회전관성을 낮추면 자연히 회전속도는 높아지게 되는데요. 그래서!!! 김연아 선수가 점프할 때 스케이트 날이 바닥에서 떨어지자마자 바로 몸을 움츠리며 팔을 가슴에 붙이는 것은 회전관성을 최대한 낮추어 회전속도를 높이려는 지극히 과학적인 동작인 것입니다.

 

 

현장에서 열심히 일하고 있는 경북과학고등학교 1학년 정경진, 현상화 학생의 설명을 바탕으로 나름대로 정리해 봤습니다. (어렵군요;;;)  

  

<좌: APC 이창훈 선생님(흥해초등학교) 우: APC 회장 최한용 경상북도 과학교육원 연구사>

   

또, 이 곳에서 재미있는 물리를 하는 사람들(APC) 소속 회원들도 만날 수 있었습니다.

 

APC는 경북지역 초, 중, 고등학교 과학교사와 포스텍 물리학과 실험실 전임직원들이 활동하는 모임인데요.(현 회원 수 33명) 현장에서 이 분들의 안내를 받아 여러 곳을 둘러봤습니다.

 

특히! 베르누이의 원리를 활용한 농구, 야구를 체험하는 모습이 신기하더라구요~

 

 베르누이의 원리란?

 

유체의 속력이 증가하면 압력이 낮아진다는 내용인데요~ 이 베르누이 원리를 이용하면 새와 비행기가 나는 현상을 설명할 수 있습니다. 유선형의 비행기 날개는 위쪽은 곡선으로, 아래쪽은 직선으로 된 형태기 때문에 날개의 위쪽이 아래쪽 보다 공기의 흐름이 빨라 위쪽은 압력이 감소하고 아래쪽은 압력이 증가하여 날개를 위로 밀어 올리는 부양력이 발생합니다. 그래서 비행기가 뜰 수 있는거죠~

 

 

<베르누이의 원리를 의해 공중에 뜬 공을 갖고 야구와 농구를 즐기는 어린이들>

또, 선생님을 돕기 위해 자원봉사를 자처한 학생들도 만났습니다. 선생님께 열심히 원리를 배워 현장을 찾은 본인보다 어린 친구들에게 열심히 설명하고 있는 두 친구! 포항 두호고등학교 1학년 손영은, 홍의진 학생이었습니다.

이 기회를 통해서 본인들도 과학이라는 과목과 조금 더 친해졌다고 얘기하더라구요~ 역시! 과학과 친해지려면 직접 몸으로 부딪히고 경험하는 게 제일 좋은 공부법인가 봅니다.

 

 

이 두 친구 외에도 많은 고등학생들이 요런 명찰을 하나씩 달고서, 선생님을 도와 열심히 시민들에게 자신들의 지식과 정보를 전달하고 있었습니다.

 

이 외에도 마치 놀이기구 타는 듯, 또 직접 무언가를 만들며 재미난 과학원리를 배우는 프로그램들이 곳곳에서 진행되고 있었는데요~ 현장을 찾은 시민들은 그 어느 때보다 진지하면서도 즐거운 마음으로 축제를 즐기고 있었습니다.

 

 

급기야는 이런 사태까지!!

 

 

어떤가요?

 

제가 소개한 분들 외에도 창의력을 키우는 과학교사들의 모임, 포스텍 과학기술진흥센터, 포항해양스포츠클럽, 한국표준과학연구원 등 다양한 기관에서 이번 과학 축제를 위해 애쓰고 있었습니다.

 

그동안 과학체험에 목말라있던 분들에게는 어떤 기회보다 좋은 경험이지 않았을까 싶은데요~

 

올해에 참여하지 못해 아쉬웠던 분들이라면, 항상! 매년! 늦가을이 깊어가는 11월이면 포항에서 과학축제가 열린다는 사실! 잊지 마시고 꼭 기억해두면 좋겠습니다.

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