[수요일엔 바다톡톡] [커다란 배가 어떻게 육지 가까이 들어올 수 있을까? 염광중학교 박근우 선생님 해양수산부,한국해양재단] [커다란 배가 어떻게 육지 가까이 들어올 수 있을까?] 자 그럼 오늘 시작을 하도록 하겠습니다 자 커다란 배는 어떻게 육지에 올라올 수 있을까? 이걸 할 것이고요 그리고 강의가 어 마무리될 때쯤에 선생님이 어 이 우리 해양 재단에서 준비한 실험 선물 키트를 가지고 간단하게 증기 보트를 만드는 시간을 갖고 마치도록 할 거야 해요 근데 아쉬움이 있다면은 여기가 강당 이고 좌석이 이렇다 보니까 배가 만들어졌으면 어떻게 해야 되는 거죠 그렇죠 물에 띄워야 되죠 근데 물이 없어요 그래서 마음 속에 띄우기 만 하고 집에 가서 한 번 잘 띄워 보세요 이따 만들 때는 선생님이 예쁘게 잘 만들수 있도록 도와드릴게요 알겠죠? 자 그러면 주제는 자 커다란 배는 어떻게 육지에 올라올 수 있을까 허 어 봅시다 자 먼저 커다란 배가 육지로 올라온다는 것은 상상하기 어려운 일인데 이 상상하기 어려운 일을 우리 과학자들이 해내고 있다는 얘기예요 그게 현실에 적용된 게 바로 운하라는 거예요 운하가 뭔지 아는 사람? 손 들어보세요 여 배가 육지로 올라오는 곳 아 예 배가 육지로 올라오는 곳이라고 했네요 마 마지막 친구 전에 화가 그 바다랑 바다를 그 대역을 가로질러 가지고 그 바다를 통과하게 하는 거 아니에요? 어 예 아주 정확하게 말씀해 주셨네요 그렇죠 운하 라는 것은 바다와 바다 사이에 있는 육지에 길을 내가지고 배가 통과할 수 있게 해준 걸 은하라고 하는 거예요 자연적인 강이 아니라 사람이 만들어 냈다 운송을 할 수 있는 강이라는 뜻이 되는 거죠 자 보시겠습니다 [고대부터 이어진 무역 해상무역 -거래 물품을 선박(배)로 운송하는 무역 -시간이 오래 걸리지만 공운무역에 비해 적은 비용이 장점 (출처:YTN사이언스)] 자 옛날에 해상 무역이 들어 봤었죠 옛날에는 배를 타고 물건을 가지고 서로 나라에 팔고 사고 했어요 그것을 해상무역이라고 하고요 자 거래물품을 선박,배라고 하죠. 이걸 운송하는 것을 해상무역이라고 그래요 그런데 단점이 뭐죠? 그렇죠 시간이 오래 걸려요 그러면 그 단점을 보완할 수 있는 운송수단이 뭐가 있죠 비행기! 오,금방 날아가요 미국까지도 15시간이면 가는데 그거의 단점은 뭐예요 어 비싸요 사고 날 수 있죠 근데 요즘은 과학이 발달해가지고 사고는 거의 생겨요 예 그렇죠 비싸죠 비싸니까 이걸 하기가 어려운 거예요 예 그런데 옛날에는 비싸도 어쩔 수 없이 많이 돌아다닐 수 밖에 없었죠 이유가 뭐냐면 자 보세요 자 옛날에는 여기 아프리카가 있었어요 지금도 있죠 예 만약에 유럽에서 여기 영국에서 물건을 만들었어요 만들어서 아시아나 인도로 물건을 팔려 가면 어떻게 갈까요 일로 갈까요? 어떻게 가요? 말씀하세요 마차 예 잠깐만요 예 어 마차 이쪽으로 간다고요 아 근데 거기 너무 힘들어요 가기 너무 힘들죠 예 좀 있다가 친구! 어 뭐 다 좋은데 배를 가지고 이렇게 대서양과 인도양을 통해가지고 인도하고 아시아로 갔어요 이쪽으로 왜 못 가죠 추워요 얼음이 너무 많아요 그러니까 갈 수가 없는 거죠 근데 가다 보니까 여기가 너무 너무 먼 거예요 혹시 이쪽 끝에 있는 남아프리카 공화국의 도시 이름은 이라고 하 하나 있는데 옛날부터 유명한 희망봉이라고 들어봤어요 아 들어봤죠 거기를 통과해서 가야만 했어요 그러니까 얼마나 걸리는지 한번 보도록 할까요 보세요 얘가 여기가 여기서부터 무려 1만 킬로미터를 가야 돼요 이거 굉장히 먼 거예요 몇 달 걸리는 거죠 [희망봉을 멀어지게 한 수에즈 운하 ·1859년 4월에 시작해 10년 만인 1869년 11월 17일에 종료. ·총 길이 162.5km 운하의 개통 ·런던과 싱가포르 간의 항로 단축 ·케이프타운 경유:2만 4,500km ·수에즈 운하 경유:1만 5,025km 단축 (출처:YTN 사이언스)] 그런데 운하라고 그래가지고 이집트 요 사이에 홍해가 여기 있거든요 요 사이로 운하를 만들었어요 그랬더니 어떻게 됐어요 약 160km만 가면 됐어요 말이 안 되죠 너무 큰 차이인 거예요 그러니까 운하라는 것은 바다의 무역을 잘 할 수 있게 해주는 아주 귀한 방법이 된 거예요 그죠 그래서 어 런던에서 싱가포르로 갈 때 그 케이프타운,희망봉 그 쪽이죠 24,500 km를 가야 돼요 영국에서 그런데 수에즈 운하를 통하면 15,025km 딱 절반이 되는 거죠 이렇게 해서 무역이 또 많이 발달하기도 했어요 그래서 운하라는 것은, 그 큰 사실 무역을 한다면 배가 굉장히 커야 되는거죠? 그렇죠? 그 많은 큰 물건을 실은 배가 여기를 지나가려고 어떻게 지나가야 되는지 이걸 과학적으로 한 번 같이 보자는 얘기예요 근데 운하가 하나 밖에 없진 않겠죠 전 세계를 보면 하나가 더 있어요 혹시 알고 있나요 유명한 운하인데 아 이거는 아 파나마 운하. 정확하네요 자 제목은 이렇게 되어 있어요 그러니까 국제 사회의 역학 관계와 정치적 상징이 다 이건 초등학생 우리 친구들은 좀 어려운 말이지만 파나마 운하 가 있어요 파나마 운하는 여기 있죠 태평 양과 대서양을 이어주는 예 자 봅시다 자 여기 태평양 과 대서양을 이어주는 운하가 있는데 이게 파나마 운하에요 한번 따라 해 볼까요 파나마 운하. 어느 나라에 있을까? 외국에 있어요? 멕시코 또 이름이 뭐예요? 까르보나라? 이름이 뭐예요? 파나마잖아 파나마에 있겠지 그래서 여기인데 보세요 [국제 사회의 역학관계와 정치력 상징 파나마 운하 ·파나마 운하는 수에즈 운하와 더불어 대양을 연결하는 인공 수로 ·파나마 운하를 이용할 경우 남아메리카를 돌아가는 것보다 운항 거리를 약 1만5,000km가량 단축 ·운하를 통과하는 데에는 평균 9시간 ·통과 수속에는 약 15~20시간 소요] 이쪽에서 돌아가려면 15,000km를 돌아가야 돼요 근데 파나마 운하를 뚫으면 몇 킬로미터? 82km가 되는 거예요 너무 짧죠 그러니까 뚫을 수 밖에 없는 거죠 그죠 어 그런데 일반적으로 이 파나마 운하는 통과할 때 9시간이 걸린대요 길어요? 짧은 거죠 자 그러면 다음 운하를 볼까요? 파나마는 이제 육지에 배가 올라가는 거 똑같은 거예요 왜냐하면 땅을 파서 물을 흘려 보내기 때문에 육지로 올라가는 거예요 보세요 이쪽에 태평양이에요 태평양에 갑문이라고 있어요 그럼 배가 여기 오면 이 갑문이 내려가요 내려가면서 배를 넣어주는 거죠 그럼 갑문을 닫고, 다시 배를 띄워주고 배가 여기 오면 다시 내려가요 그래서 물이 흘러서 배가 이렇게 지나가게 해주는 역할을 하고 있어요 결국 커다란 배가 육지에 올라올 수 있는 방법은 뭐가 있어요 딱 보니까 무슨 문이 있죠 그렇지 갑문을 만들면 되는 거예요 그럼 갑문으로 어떻게 되는지 한 번 보도록 할게요 보세요 이거예요 자 배가 왔어요 태평양에서 배가 왔습니다 그러면 운하에서 어떻게 돼요 어 갑문을 내리는 거예요 그 전에 이 수로를 통해서 물을 낮춰 주겠죠 그렇죠 그러면은 이런 모양이 되죠 갑문이 사라지면서 높이가 같아지는 거죠 그러면서 배가 쫄쫄쫄쫄 가는 거예요 갈 때 이 물이 바깥으로 흘러 나가면 안 되겠죠 그래서 문을 다시 닫아 주는 거야 이렇게 그 같이 거예요 맞아요 도 못 가요 그렇죠 그래서 쫄쫄쫄쫄 가다 보면은 어 갑문이 있어요 또 다른 갑문이죠 그럼 이렇게 배보다 육지가 높아지니까 갑문을 닫고 물을 띄워주는 거야 그럼 배가 올라가요 물의 힘은 굉장 하기 때문에 아무리 큰 배 라도 뜰 수 밖에 없어요 이렇게 해서 갔어요 그러면 저렇게 갑문이 내려가고 다시 배가 저쪽으로 가게 되겠죠 이렇게 해서 여기가 아메리카 대륙이라면 이렇게 지나갈 수 있게 해주는 거예요 커다란 배가 육지에 올라올 수 있는 방법은 뭐다? 갑문을 생각하시면 되는 거예요 물론 이제 한국에도 마찬가지예요 항구에서 배를 만들잖아요 조선소에서 그럼 배를 어디서 만들어요 육지에서 만들어 땅에서 만들어 육지에서 만들죠 그렇죠 그럼 어떻게 커다란 배를 바다에 넣어요? 손으로 밀어 넣어? 붕 띄우라고? 아 너무 우주 적이에요 뭐요? 어 바퀴를 달아 그렇죠 그래서 바퀴를 달아서 밀어 넣기도 해요 근데 이게 좀 위험하기도 해요 아니면 이렇게 쑥 밀어 넣어서 옆으로 붕 빠뜨리고 해요 근데 가장 안정적인 건 저렇게 갑문을 만드는거에요 갑문을 만들어 가지고 물을 찰 잘 잘 채우면 배가 떠요 뜬 다음에 갑문을 이렇게 올리면은 내리면은 배가 가는 거지 이게 제일 안전한 방법이에요 비용은 많이 들지만 알겠죠 그래서 결론 육지로 커다란 배가 올라올 수 있게 만드는 방법은 갑문이라는 걸 알 수가 있겠습니다 자 봅시다 [창의융합 과학이 바탕이된 레일 운하 ·레일운하(Rail-Canal)기술은 기존의 운하를 대신해 대형 선박을 여러 가닥 철로를 이용하여 운송하는 기술 ·선박이 도착하면 물속에서 기다리고 있던 특수다축 화차의 로프웨이에 선박을 연결 ·육상으로 옮긴 뒤,이를 기관차로 이동시키는 시스템 (출처:YTN 사이언스)] 여기 그런데 이거 전에 세계 문화가 몇 가지가 있다고 그랬죠 두 가지가 있어요 어떻게 잘 알아요 두 가지가 있는데 몇 가지가 될 뻔 했어 세 가지가 될 뻔해요 세 개의 운하가 생길 뻔 했어요 그럼 이 하나의 운하는 뭘까요 아니요 운하라는건 물이 있어야지 뭐냐면은 바로 여기에요 미국과 여기 파나마 사에 나라가 하나 있어요 멕시코 말고 어 니카라과 라는 나라가 있어요 니카라과 들어봤어요? 아 예 파나마 운하보다 더 먼저 계획을 해서 만들려고 했어요 근데 딱 보니까 어때요 여기가 제일 얇고 여기 좀 굵죠 여기가 니카라과가 있는데에요 그래도 하려고 했어요 필요하니까 중간에 호수도 있었어 그래가지고 작업을 시작하려고 하는데 무슨 문제가 생기냐면 환경 문제가 생긴 거예요 그리고 그쪽에서 살고 있는 어부 들하고 주민들이 반대를 한 거야 야 운하를 뚫으면 우리 어떻게 먹고 살라고 거기다가 그 그쪽에 정치적인 문제가 있어가지고 너무 그 의견을 듣지 않고 강하게 이렇게 막 밀고 나가려고 했던 게 있었던 거예요 그러니까 반발이 생긴 거죠 거보다 제일 중요한 거 뭘까 돈이 없어 아 그거예요 돈이에요 그래서 어느 나라의 어느 기업에서 이제 돈을 만들어 가지고 만들려고 했는데 그 나라 그 기업이 돈이 없다고 포기를 했어요 그래가지고 더 이상 진행을 못하고 그 다음에 파나마 운하를 만들게 된 거예요 알겠죠 처음에 프랑스가 좋은 질문이에요 아 저 친구 질문은 뭐였냐면 파나마 운하를 만든 회사가 어디냐 그랬는데 나라 단위로 나가게 좋겠죠 프랑스가 처음에 계획을 해가지고 만들어 주려고 했는데 미국이 프랑스한테 그 사업권을 따 내가지고 미국이 만든 거예요 그래서 미국에서 한동안 쓰다가 파나마한테 다시 운영권을 넘겨져 가지고 지금은 파나마가 사용하고 있는 거죠 아주 좋은 질문이에요 그래서 세 개의 문화가 있을 수 있었다 여기까지 그래서 근데 이 운하의 단점은 뭐냐면 시간이 오래 걸리고 배들이 몰리면 한 대 씩 지나가야 되는 거예요 그러니까 너무 힘들죠 그래서 우리나라에서 생각한 운하가 있어요 얘가 창의 융합 과학이 바탕이 된 운하라는 거예요 바로 뭐냐면은 따라해 볼까요? 레일 운하 R발음이에요 알겠죠? 레일 운하에요 그쵸 예 레일을 사용한 문화 어 그림에서 보시듯이 어때요 레일로 끌어 주는 거예요 기차처럼 레일이 있고 거기다 바퀴를 여러 개 단 거예요 그래서 육지로 질질질 끌고 오는 거예요 어 이게 아주 간단해요 그래서 선박에 도착하면 특수 다축 화차가 다축이 뭐냐면 축이 많다는 거예요 바퀴가 가운데 축이 있어서 이제 양쪽에 두 개가 되잖아요 이 축이 굉장히 많아요 왜 배가 무거우니까 그래서 무거운 배를 로프 위에 연결해 가지고 끌어 주는 거예요 그런 다음에 기관 차로 이동시키는 레일 운하가 있는 거예요 그래서 요런 모양이에요 그래서 바다에서 올라오고 있는 거죠 그래서 이렇게 지나가는 거죠 그래서 이렇게 만들었어요 어 좋은 질문이에요 지금 없잖아요 없어요 지금 없는데 어 여기 태국에서 어 우리나라의 레일 운하를 좋다 그래가지고 만들 생각을 하고 있었어요 그래서 여기 태국 알죠 태국하고 말레이시아 이쪽인데 배가 이렇게 돌아가려면 한참 걸리잖아요 그래서 여기 얇은 부분에다가 레일 운하를 만들려고 계획을 세우고 진행을 해 오고 있어요 근데 어디까지 진행이 됐는지는 아직은 정확하게 얘기가 나온 건 없는데 태국하고 얘기는 돼 있어요 그래서 아마도 저게 완성이 된다고 그러면 어 세계의 많은 해협에 [창의융합 과학이 바탕이 된 레일 운하 ·트레버스-다축화차와 공기 스프링을 활용하여 기관차 28대를 앞뒤 부착 시속 20km/h의 속도로 이동 ·경사 등판 가능: 1km를 이동하며 12.5m상승 · 운하를 지나는 선박보다 2배 빠른 속도로 이동 · 레일운하 건설이 유력한 지역: 말레이 반도 태국의 끄라지협] 저런 문화가 많이 생길 수가 있을 거예요 이건 뭐냐면 배가 어떻게 육지로 올라와요 이거에 대한 발상의 전환이에요 배도 육지로 올라올 수가 있다 여기가 산이 있을까요 없을까요 있을 수도 있어요 그럼 배가 어디로 가는 거예요 산으로 가는 거예요 배가 산으로 간다고 그러면 다들 어떻게 생각해요 말도 안 돼요 이러잖아요 근데 배가 산 으로도 갈 수가 있는 거예요 그게 창이 융합적 사고 방식이라는 거예요 깔깔깔 알겠죠 [창의융합 과학이 바탕이 된 레일운하 ·태국 레일운하의 길이는 길이가 약50km이고, 우리나라 배가 지난다면 약 2000km거리 단축, 4일간 시간 단축 ·레일운하 건설비용은 일반 운하건설 비용의 절반 ·태국당국에 건설 제안을 해 둔 상황 ·레일 운하가 태국에게 줄 이점-선박수리와 물류기지의 이점이 있으며, 싱가포르와 같은 번영을 누릴 수 있음] 그래서 레일 운하를 이렇게 만들 예정이에요 그래서 바다에서 가서 이렇게 간다는 거죠 이해할 수 있겠죠 [실험으로 알아보는 증기 보트 원리] 예 그 다음에 레일 운하까지 했어요 시간이 없으니까 더 이상 선생님이 진행은 못 하겠고 그래서 오늘 한 거 정리하면 커다란 배가 육지에 올라올 수 있는 방법은 물 위에 떠 있는 배를 올릴 수 있는 방법은 갑문을 사용해서 배를 올려서 움직일 수 있다 그런데 이것들은 굉장히 좋고 잘 발달된 기술들 이지만 시간이 오래 걸리고 비용이 많이 들 수 있다 그래서 우리나라에서 생각한 레일 운하라는게 있다 여기까지 했어요 질문 사항 하나만 받을게요 저기 맨 끝에 있는 친구 옛날에도 레일 운하가 있었다고 했는데 진짜예요 옛날에도 있었다고요 어 옛날에 있었다는 얘긴 선생님은 못 들어봤는데 생각은 할 수 있었겠죠 당연히 근데 그것을 구현할 수 있는 건 현대에 와서 구현을 할 수가 있게 된 거예요 아시겠죠 어 그 얘기가 뭐냐면 좀 어려울 수 있으면 서 잠깐 얘기해 줄게요 이게 혹시 스타워즈라는 영화 알아요? 어 다 알아요 알아요 학생 스타워즈 아 알아요 자 스타워즈는 굉장히 많은 시리즈에 나왔는데 시리즈가 뒤에서부터 나왔어요 왜냐면 그 감독이 구현하고 싶은 우주 세계가 있고 사람들이 나오는 영상이 있는데 그걸 그 당시 기술로는 처음 나왔을 때는 그걸 구현을 못 했던 거예요 할 수가 없으니까 포기하고 미래에는 할 수 있을 거다 그래가지고 일 이 편을 놔두고 뒤 편부터 만든 거예요 현재 만들 수 있는 곳만 그래서 한 7,8 년 전에 드디어 최신 영화 기법을 사용해 가지고 수많은 로봇들 과 우주의 그래픽 같은 걸 잘 만들어가지고 진짜처럼 만든 스타워즈1,2가 만들어진 거예요 아시겠죠 상상을 했는데 아직은 안 된다 기다리자 곧 될 거다 희망을 갖고 사는 거 그게 중요한 거죠 친구 질문을 정말 잘 했어요 옛날에도 만약에 누군가 생각했다면 그걸 가지고 있다가 현재에 풀어 내면 되겠죠 그니까 우리도 충분히 할 수 있어요 지금 내가 이 생각을 하는 데 되지 않을까 아 안 될 것 같아 이럴 필요가 없어요 될 거야 그러면서 공부를 하고 희망을 가지면 여러분들 정말 멋진 기술을 개발해 낼 수가 있을 거예요 자 여기까지 선생님하고 오늘 선생님들 실험 할 수 있는 걸 나눠 두도록 할게요 어 어 배에 대한 얘기를 하는 것이니까 배를 한 번 만들어 보도록 할게요 자 증기 보트인데 자 이 증기 보트는 증기를 가지고 배가 움직이게 해주는 거예요 굉장히 재미 있어요 선생님 어렸을 때 만들어 왔거든요 너무 너무 재밌더라고요 자 만드는 방법을 알려줄게요 간단하게 만들을 수 있어요 초등학생은 조금 위험할 수 있으니까 부모님들께 집에 가서 불을 붙여 달라고 그러면 돼요 불을 사용할 수 있어요 증기 라는 게 뭐죠 어 끓었다는 거잖아요 그치 끓어오른 기체 가지고 움직이는 거니까 위험할 수가 있으니까 꼭 초등학생들은 부모님들하고 하시고 어 증기 보트 만드는 방법은 여기 EVA 라는 판이 있어요 여기다가 간단하게 그 나눠줄 수 있는 여러 가지 부품을 꽂으면 되고 핵심은 이거예요 요런 모양의 구리 관이 있어요 구리관 구리관을 구멍에 꽂으면 돼요 그리고 요 아래다가 여기기 있는 양 초에 불을 붙이면 되는 건데 끓어야 된다니까 이 증기관 안에 뭐가 있어야 될 것 같아요 물이 있어야 돼요 그래서 물을 꽉 채워 주시고 배의 형태 만들어 가지고 이렇게 뒤로 꺾어 주시면 돼요 그런 다음에 이렇게 음 불을 붙여서 가열을 해주면 이 안에 있는 물이 어떻게 돼요 끓겠죠 끓으면서 이쪽으로 기체가 빠져 나오는 거예요 그 힘으로 나가는 거죠 그러면 한 번 하고 끝날 거 아니에요 라고 질문할 수 있겠죠 그렇지가 않아요 물을 또 넣는 게 아니라 여기서 이제 물이 빠져 나갔어요 그러면 이 안은 어떤 상태가 될까요 물이 끓어서 나갔어 물이 있었는데 끌어서 나갔어 그럼 어떤 상태 속에 비어 있는 상태 어려운 말로 진공 상태가 되겠죠 비어 있어요 근데 이 관은 어디에 잠겨 있어요 지금 물 속에 잠겨 있죠 비어 있는데 여긴 물이 있어 그럼 당연히 물이 다시 들어와요 다시 들어오면 어떻게 돼요 다시 물이 끓어 그래서 다시 여기 나가는 거죠 이렇게 해서 배가 움직일 수가 있는 거예요 자 그렇죠 언제까지 그렇지 양초가 다 탈 때까지 무한 반복 이에요 그니까 어 무한 동력은 아니겠죠 왜냐하면 양초가 에너지원이니까 알겠죠? 그래서 여러분들 한 번 해보고 집에서 잘 만들면 될 것 같아요 자 그러면 여러분들이 만드는 걸 보면서 선생님이 돌아다니면서 도와주고 선생님 강의는 여기서 마치도록 할게요 괜찮겠죠 예 다음에 기회가 되면 또 만나서 더 재밌는 얘기로 강의를 나눠 봅시다 자 선생님께서 마치겠습니다 안녕히 계세요 [수요일은 바다톡톡]