저는 사실 좀 가벼운 주제로 여러분과 얘기를 좀 해볼까 해서 바다와 배 이야기를 준비 했습니다.
시험에 나오거나 하는 내용들이 아니니까 어렵게 생각하지 마시고 가벼운 마음으로 즐겁게 들어주시길 바랍니다.
그러면 바다와 배 이야기를 시작하겠습니다.
바다라고 하면 뭐가 가장 먼저 떠오르나요? 상어요? 요즘 노래 들어보니까 목욕탕에도 상어가 있던데 그런거 아니고,
바다 하면 여러가지가 떠오를 수 있어요. 물고기도 있고, 해변도 있고, 여러가지가 있습니다.
뒤에 앉은 건강한 남자학생들은 해변에 비키니를 입은 예쁜 누나들을 상상할 수도 있구요.
그리고 여학생들은 해변에 있는 몸매 좋은 멋진 오빠들을 상상할 수도 있습니다.
그렇게 바다하면 여러가지 생각들이 드는데요. 바다는 기본적으로 지구 상에 짠물이 모여있는 넓은 공간을 의미합니다.
그래서 육지면적의 약 2.4배, 지표면의 약 70%를 차지하구요. 바닷물은 짭니다. 다시 말해서 염도가 높죠. 3.5%의 염도를 가지고,
85% 정도가 염화나트륨(Nacl), 흔히 소금이라고 얘기하는 물질로 이루어져 있습니다.
바다는 물 이외에 3.5% 정도의 물질이 섞여있기 때문에 상당히 무거운 특성을 나타내구요.
바다의 흐름이라고 하는 해류를 일도류라고 부르기도 합니다.
제 이야기는 배 이야기가 주가 될텐데, 사실 배와 바다가 무슨 관련이 있을까라고 생각을 할 수도 있어요.
배는 바다 위를 떠 다닙니다. 다시 말해 바다가 있기 때문에 배가 움직일 수 있는거구요.
그런 부분에서 얘기를 시작하려 합니다.
배가 바다를 떠다닐 수 있는 힘, 왜 배가 바다를 떠 다닐까요?라고 얘기를 하면,
그렇죠, 나와 있죠. 부력입니다. 물에 뜨려는 힘을 말하기도 하구요. 부력은 유체 속에 있는 물체의 부피와 같은 부피를 가진 유체의 무게와 같다.
다시 말해서 부력은 잠긴 물체의 부피에 비례하는 힘을 발생시키게 합니다. 아르키메데스가 발견했기 때문에 아르키메데스의 원리라고 얘길 하는데
아르키메데스가 왕관을 감별하기 위해서 목욕탕에 들어갔다가 발가벗은 채로 나오면서 유레카라고 외친게 바로 이 부력과 밀도죠.
그래서 아르키메데스의 원리라고 이야기합니다.
부력은 배를 물에 띄우는데요. 부력은 같은 부피의 물의 무게 만큼의 힘을 나타냅니다.
다시 말해서 같은 무게의 철제라 할지라도 많은 넓이가 물에 잠기게 되면 물 위에 뜰 수 있다. 그래서 배가 물 위에 뜰 수 있는겁니다.
사실 배는 철로 만들죠? 철은 물에 떠요? 철은 물에 비해 밀도가 약 7.8배 정도 높습니다. 다시 말해서 같은 부피의 철과 물이라면 철이 8배 정도 무거워요.
절대 물에 뜰 수 없겠죠? 근데 왜 물에 뜬다? 부력, 다시 말해서 넓은 부피를 가지고 있기 때문에 물에 뜰 수 있다. 그렇게 생각을 하시면 되구요.
바다에는 사실 부력이나 비키니 입은 아가씨 외에도 여러가지 것들이 존재합니다.
파도도 있고, 해류라고 하는 바닷물의 흐름도 있구요. 바람도 있습니다.
그래서 해류나 파도나 바람이 배를 똑바로 서있지 못하고 앞으로 나가지 못하게 방해를 하는데요.
그런 힘을 이기고 배가 똑바로 서 있을 수 있는 힘도 부력 때문입니다. 옆에 간략한 그림을 그려놨는데
주황색으로 표시된 화살표가 질량 중심점에서 나타나는 질량입니다. 배의 무게죠.
배가 무게가 작용하면 잠긴 부피에 비례하여 반대로 부력이 발생합니다.
그런데 파도가 치고, 바람이 불어서 배가 잠기게 되면 중심점을 기준으로 왼쪽에 비해 오른쪽이 많은 부피가 잠기게 되죠.
그래서 배가 똑바로 서 있을 수 있게 되는 복원력이 작용합니다. 부력의 한 종류이구요.
상대적으로 오른쪽이 많이 잠겼기 때문에 이쪽에서 큰 힘으로 배를 밀기 때문에 배가 똑바로 서서 운행할 수 있는 힘이라고 생각하면 됩니다.
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