생활 속의 수학
77. 바퀴는 원 모양이다 |
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인간의 가장 중요한 발명품은 무엇일까? '그것 없이는 못 살아' 미국인들은 가장 중요한 발명품으로 칫솔을 꼽았다고 한다. 불은 어떨까? 불로 음식물을 요리하고 점토를 불로 구워 토기를 만들었다. 지우개가 인류 진보의 동력원이라고 주장하는 사람도 있다. 지우개의 등장으로 인간은 '실수를 시정할 수 있게 됐고, 진리란 영원한 것이 아닌 한시적 존재'라고 말한다. 종이? 문자? 컴퓨터? 자동차? 항생제? 전기? 피임약? 아주 많다. 바퀴는 어떤가? 사람들은 스르르 굴러가는 것에 열광한다. 어른들은 자동차나 오토바이에, 어린이들은 자전거 같은 탈 것에, 특히 요즘 청소년들은 인라인 스케이트, 바퀴 달린 신발에 열광하고 있다. 유연하게 미끄러지며 힘을 덜 들이면서도 빠른 속도감을 즐길 수 있기 때문이다.
그런데 이런 것들을 가능하게 한 것이 바로 '바퀴'이다. 주위를 한 번 둘러보자. 바퀴는 자동차와 자전거와 같은 탈 것뿐 아니라 시계, 풍차 같은 기계류에 사용되고 있다. 바퀴가 없다면 물레로 만드는 컵과 접시, 도자기 등은 없을 것이다. 바퀴는 아주 쓸모가 많다. 바퀴가 나타나기 전 고대인들은 아주 무거운 물건을 옮길 때, 큰 통나무로 만든 굴림대를 사용하였다. 피라미드나 스톤헨지를 만든 사람들은 둥근 굴림대를 사용하여 거대한 바위를 옮겼다고 한다. 바퀴의 원시적인 형태였다. 그럼 누가 바퀴를 만들었을까? 동굴에 살던 원시인들은 태양을 나타내기 위해 동굴 벽에 바퀴 그림을 그렸다. 마야문명은 바퀴를 알고 있었지만 자기들이 섬기는 태양신과 모양이 같아서 쓰지 않았다고 한다. 기원전 3500년경 메소포타미아에서는 통나무를 둥글게 자른 원판 바퀴를 사용하였다. 기원전 2000년에서 1500년 사이에 살이 달린 바퀴가 발명되었다. 중심과 테두리를 살로 연결하여 만들었기 때문에 이 바퀴들은 속이 찬 통나무 바퀴보다 더 가볍고 빠르고 부드럽게 굴러갔다. 초기의 바퀴는 축에 붙어 있어서 바퀴가 돌 때 축도 같이 돌았다. 기원전 100년쯤에 덴마크에서는 마차 제조공들이 나무로 베어링을 만들어 축은 돌지 않고 바퀴만 돌아가게 만들었다. 이것은 마찰을 더욱 줄여 주었다. 세 발 자전거처럼 속이 꽉 찬 타이어는 1865년 톰슨이 고무를 이용해서 처음으로 만들었다. 이보다 더 발전된 공기 타이어는 1888년 스코틀랜드의 수의사였던 존 보이드 던롭이 열 살 난 아들을 위해 장난감 삼륜 자동차를 개량하다가 딱딱한 고무 대신, 공기가 든 고무 타이어를 개발했다고 한다. 이 자상한 아버지 때문에 지금처럼 빠른 속도로 씽씽 달려도 우리의 엉덩이가 안전한 것이다, 그런데 바퀴는 어째서 원 모양일까? 원을 세워 평평한 땅 위에서 굴려보자. 모양과 높이가 늘 똑같다. 그래서 바퀴를 원 모양으로 만드는 것이다. 원은 둘레의 모든 점이 중심으로부터 정확히 같은 거리에 있기 때문에 아주 특별하다. 사각형이나 삼각형 모양의 바퀴가 달린 자전거를 탄다고 상상해 보자. 어떻게 굴러갈까? |
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한라일보 2003년 07월 18일 |
