쇠로 만든 배가 뜨는 이유
쇠로 만든 배가 물에 뜬다는 것은 부력으로 설명해야 한다. 물질의 입자를 통하여 설명한다면 입자의 크기변화를 통한 부력의 변화라고 생각을 해야한다.
즉 쇠의 덩어리에 작용하는 질량은 변화가 없다. 단 용광로에서 하나는 구슬로 만들었고 하나는 바가지모양으로 넓게 펴서 만들었다. 작용하는 중력의 변화는 없다.
이것을 입자로 생각한다면 입자사이의 인력이 줄어들거나 아니면 깨지게 되어 입자사이의 간격이 넓어지게 되고 그 결과 입자내 부피의 변화가 생겼다.
부피는 부력에 비례하기 때문이다. 단위 부피에 대하여 물이 밀려난 부분에 대한 물의 질량이 바로 부력의 크기이다.
철로 만든 배의 경우 입자사이의 간격이 넓어지게 되어 부피가 커지게 되고 따라고 쇠구슬 보다 더 많은 질량으로 물을 밀려 내게 되므로 결국 중력을 이겨내게 되는 것이다. 따라서 쇠로 만든 배가 물위에 뜰 수 있었던 것이다.
고민Q&A
세상에서 가장 빠른동물
땅 위에 사는 동물 중 가장 빠른 동물은 치타이다. 치타는 동아프리카, 이란, 아프가니스탄 등지의 평원에 사는 고양이과에 속하는 동물로 몸길이 1.4m, 몸무게가 45kg 나가는 날렵한 몸매에 다리도 길다.
그래서 주로 낮에 활동하며, 수명은 16년 정도이다. 먹이를 발견했다 하면 놀라운 속도로 달려가 잡는데, 그 속도를 사람과 비교하면 올림픽 100m에서 금메달을 따려면 적어도 9초에 달려야 한다.
그런데 치타는 시속 112km의 무서운 속도로 달리니까 100m를 3초에 달리는 셈이다.
그러나 치타는 이렇게 빠른 속도를 10분 이상 유지할 수가 없다. 10분 이상 그렇게 달렸다가는 심장이 터져 죽을 수 있기 때문이다.
치타가 이렇게 빨리 달릴 수 있는 것은 바로 부드러운 몸 때문이다. 치타의 등뼈는 용수철처럼 늘어났다 오므라들었다 하기 때문에 단거리 부문에서는 따라올 동물이 없는 것이다.
치타의 생김새는 표범과 매우 비슷한데 검은색 얼룩무늬가 있고, 표범과 달리 발톱이 항상 나와있다.
반면에 표범은 몸에 매화꽃 모양의 검은 무늬가 있고, 치타에 비해 몸이 통통하며 보통 때는 발톱을 몰래 감추고 있다.
생체물리학
청소년 난청
최근 들어 난청으로 병원을 찾는 청소년이 부쩍 늘었다. 고등학교 2학년생인 K군은 친구들 사이에서도 알아주는 음악광이었다.
유난히 헤비메탈을 좋아해서 하루중 대부분을 MP3 플레이어를 끼고 살았다. 휴대전화 벨소리도 즐겨듣는 노래로 바꾸어 놓은 정도였으니까.
어느 날부터인가 그 좋아하던 음악소리가 전과는 다르게 들리기 시작하더니 점차 친구들과의 대화 도중 되묻는 말이 많아지기 시작했다.
하지만 무심코 지내던 중 영어듣기평가 시험에서 안 좋은 점수를 받고 나서야 부모와 함께 병원을 찾게 됐다고 한다.
진단 결과는 소음성 난청. 고음에서의 난청이 심해져 음악소리 및 말소리의 분별력이 떨어지고 회복되기도 쉽지 않았다.
앞으로 는 소리를 크게 듣지 않기로 약속하고 부모와 상의해 싫다는 학생을 설득하여 보청기를 처방했다.
한 실험에서 3시간 동안 이어폰으로 음악을 듣게 한 후 청력 검사를 해본 결과, 50% 이상이 일시적인 청력 감퇴 현상을 나타냈다.
이것은 이어폰이나 헤드폰으로 볼륨을 높여 음악을 듣는 것이 청력에 얼마나 해로운지를 단적으로 보여준다.
소음성 난청을 근본적으로 치료할 수 있는 방법은 없다. 이미 손상된 청각세포를 회복시킬 수 없기 때문이다.
따라서 예방이 필수적이다. 가급적 시끄러운 곳을 피하고, 높은 소리에 노출되고 난 뒤에는 조용한 곳에서 일정시간 충분히 귀를 쉬게 해야한다.
그러나 무엇보다도 중요한 것은 평소 생활습관을 개선하는 일이다. 이어폰을 꽂고 음악을 듣거나, 볼륨을 높여 TV를 시청하는 등의 나쁜 습관을 고친다면 충분히 예방할 수 있다.
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