어린이과학동아&수학동아 기사

안녕하세요?

어린이과학동아 박도윤 기자입니다.

학교에서 자랑스러운 위인에 대해 알아보는 모둠 과제가 있었습니다. 제가 속한 모둠은 우리나라의 위대한 과학자이자 건축가 정약용에 대해 조사하기로 했습니다. Who 한국사 시리즈에 있는 정약용 책을 읽었어요. 만화로 되어 있지만 어려운 내용도 있었어요. 정약용은 유네스코 세계문화유산으로 지정된 수원화성을 만들었습니다. 수원화성은 정약용이 발명한 녹로와 거중기를 이용해 10년이 걸린 공사 기간을 자그마치 2년 9개월로 줄여주었습니다. 저는 이 부분에서 놀랬습니다! 도대체 녹로와 거중기가 무엇이길래 공사 기간을 엄청 줄일 수 있었는지요. 그래서 '설민석의 한국 문화 유산 대탐험'의 거중기 키트로 직접 거중기를 만들어보았습니다.

정약용이 만든 거중기는 도르래의 원리를 이용하여 작은 힘으로도 무거운 물건을 들어 올릴 수 있도록 하기 위해 만든 기계 장치입니다. 예전에 수원한옥기술전시관에서 녹로(무거운 돌을 들어올리는데 쓰인 건축 장비)도 만들어보고, 수원화성의 성문들도 만들어봤었는데요. 그것보다 좀 더 어려웠습니다. 제가 느끼기에는 건담 로봇 만들기를 스스로 할 수 있는 분들이라면 충분히 만드실 수 있을 듯 합니다.

플라스틱 부품들을 하나씩 뜯어 설명서를 보며 만듭니다. 만드는 과정은 어렵지 않은데 실을 도르래에 연결하는 부분에서 시간이 걸렸어요. 5개의 고정 도르래와 4개의 움직 도르래에 실을 연결하고 양쪽에 위치한 큰 도르래에도 같은 실을 걸어야했습니다. 거중기를 완성 후, 거중기를 직접 돌려 보았는데 신기했습니다. 물레방아처럼 생긴 손잡이를 양쪽에서 돌려보니 도르래들이 천천히 움직였습니다. 그리고 손잡이 양쪽에는 고정 핀이 있어서 어느 정도 물건을 들어올려 멈추려고 하면 고정 핀에 손잡이를 끼우면 됩니다. 장영실만 조선시대의 천재인 줄 알았는데 정약용도 대단한 과학자처럼 느껴졌어요.

거중기에 담긴 과학 원리를 찾아보았습니다.  거중기에는 움직도르래와 고정도르래가 있습니다. 움직 도르래가 돌아가면서 힘을 분산시켜요. 움직도르래 한 개당 드는 힘이 반이 줄게 됩니다. 움직도르래가 4개가 되면 힘이 8배가 덜 드는 것입니다. 하지만 줄을 2배 더 당겨줘야 합니다. 고정도르래는 힘의 방향을 손잡이 쪽으로 바꿔주는 역할을 하는데요. 제 일기장에 기록해둔 그림으로 이해가 되시면 좋겠습니다.

정약용이 만든 거중기덕분에 무거운 물건을 천천히, 가볍게 들어 올릴 수 있기에 수원 화성 축조 공사를 2년 9개월만에 만들 수 있었던 이유가 이해가 되었습니다. 수원화성박물관에 가면 실물 크기의 거중기를 볼 수 있어서 오랜만에 다녀왔습니다. 수원화성은 무거운 돌들을 쌓아올려 만들었는데 그 규모가 무척 넓습니다. 성벽을 직접 만져보니 정말 단단했는데 이 무거운 돌로 수원화성을 쉽게 쌓게 만든 거중기, 유형거, 녹로를 사람들 모형으로 보니 이해가 더 잘되었습니다. 

조선시대에 지어진 수원화성은 일제강점기와 6.25전쟁으로 많이 사라졌는데 정조가 기록한 화성성역의궤가 있어 실제와 똑같이 복원이 되어 유네스코 세계문화유산으로 지정되었다고 합니다. (어린이체험실에서 들은 설명입니다.) 장안문에 가면 실제로 6.25전쟁 때, 총 포탄을 맞은 성벽의 흔적이 남아있어서 신기했습니다.

도르래의 원리를 이용해 작은 힘으로 무거운 물건을 들어올리는 축성기구인 "거중기", 반원 모양의 복토를 덧대어 저울의 원리를 통해 수레의 무게 중심을 평형으로 유지시켜 비탈길에서도 가볍고 빠르게 움직이게 설계된 수레인 "유형거", 석재 등 무거운 재료를 높이 들어올리는 데 사용한 축성기구인 "녹로"를 실물 크기로 보니 정말 컸습니다. 수원화성박물관 야외 광장에 가면 볼 수 있습니다.

그럼 퀴즈를 내보겠습니다!

MBC <선을 넘는 녀석들-수원화성편>에 나온 퀴즈인데요, 저의 기사를 잘 읽으셨다면 쉽게 맞출 수 있어요.

정답은 미리 공개하지 않겠습니다. 제가 쓴 기사와 사진들을 보면 정답이 바로 보이니까요!

거중기에는 도르래의 원리가 숨어있었습니다. 우리 주변에도 도르래가 참 많은데요. 우리가 매일 타는 엘리베이터에도, 공사를 하는 크레인에도, 국기 게양대 그리고 공원의 체육시설에서도 볼 수 있습니다.  정약용 위인전을 읽고 "업적"에 대해 만화로 정리해보았습니다. 재미있게 봐 주세요.

백성을 위한 정책을 펼친 정약용이 멋져보였습니다. 저도 정약용처럼 멋진 사람이 되고 싶다고 일기장에 적었습니다.

다가오는 겨울방학에 수원화성에 가서 직접 성곽도 보고, 맛있는 수원화성 빵도 드시고 오시길 바랍니다. 수원화성 중 서북공심돈을 모티브로 만들었다고 하는데 붕어빵과 비슷하지만 훨씬 더 쫄깃해서 맛있었습니다.

혹시 저처럼 거중기를 만들고 싶으신 분은 수원화성박물관 1층 카페에서 만들기 모형을 판매 중입니다. 제가 만든 거중기보다 난이도는 훨씬 쉬워보였습니다. 

그리고 채석장에서 거중기로 돌을 끌어올려 성곽까지 유형거가 배달하고, 녹로가 크레인처럼 성곽에 벽돌쌓기처럼 쌓아주는데요. 녹로가 궁금해서 <긱블제작소>도 봤는데 재미있는 만화로 그려져서 이해가 잘 되었습니다. 과학 크리에이터 유튜버 긱블이 나오는 책도 참고해서 보셔도 좋을 것 같아 추천드립니다.