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| <2019-08-15 격주간 제907호> |
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| [알쏭달쏭과학이야기] 신발끈, 아무리 꽉 묶어도 왜 풀릴까 |
급한 일이 있거나 중요한 순간 신발끈이 풀려 낭패를 보는 경우가 가끔 있다. ‘어떻게 매듭을 해야 끈이 풀리지 않을까’라는 주제는 수학자나 과학자들이 관심을 갖고 연구해 온 주제이기도 하다.
미국 UC 버클리대학교의 기계공학 연구팀은 실험을 통해 신발끈은 ‘진동’과 ‘관성의 법칙’ 때문에 반드시 풀리게 된다고 밝혀냈다. 고속카메라를 이용해 발이 움직일 때마다 신발끈에 미치는 힘을 분석했더니 신발끈 매듭은 우리가 발을 뗄 때마다 무려 중력의 7배가 넘는 힘을 받는다는 결과를 얻었다. 이때 발생하는 충격이 진동으로 신발끈에 전달돼 신발끈이 점점 느슨해진다는 것이다.
여기에 더해 발을 앞 혹은 뒤로 움직일 때 신발끈은 관성의 법칙 때문에 가는 방향의 반대 방향에 있으려고 하게 된다. 즉, ‘관성의 법칙’에 따라 다리가 앞으로 향할 때 신발 매듭에는 뒤쪽 방향 힘이, 다리가 뒤쪽으로 갈 때는 매듭에는 앞쪽으로 힘이 가해지게 된다. 이 힘 때문에 마치 손으로 신발끈 매듭을 풀 때처럼 끈의 끝부분을 잡아당기는 효과가 나타나게 되는 것이다.
진동에 의해서 신발끈이 느슨해지고 관성의 법칙 때문에 끈의 끝부분을 잡아당기는 효과가 생기게 되니, 우리가 손으로 끈을 풀 때와 같은 힘에 의해 결국 신발끈은 어떤 매듭법으로 묶여 있든 풀려버리게 되는 셈이다.
정동욱 기자 just11@4-h.or.kr
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