신나는 과학이야기, 스키속 과학원리

신나는 과학이야기                    스키속 과학원리

[서울신문]요즘같이 눈이 오는 겨울은 우리에게 많은 것을 생각하게 하죠. 특히 눈 덮인 설원을 스키로 내려오는 모습을 상상한다면 얼마나 즐거울까요.   그래서 그런지 요즘은 스키나 보드를 즐기는 사람들이 늘어나 거의 대중화되었다고 할 수 있죠. 그렇다면 스키에서 중요한 것은 무엇일까요?    그것은 얼마만큼 잘 미끄러지느냐가 관건이지요. 즉 얼마나 빠른 속도로 쓰러짐 없이 내려오는가 하는 것이죠.   여기에는 세 가지의 과학 원리를 생각해 봐야 하는데 마찰력, 관성, 작용·반작용의 원리가 적용됩니다. 이 원리들을 잘 조절해 스키를 즐겨야만 재미있게 탈 수 있겠죠.   첫번째, 마찰력이란 어떤 물체가 운동을 하여 움직이려 할 때 이것을 방해하려는 힘을 말합니다. 이 마찰력은 우리에게 꼭 필요한 것이죠.    만약 마찰력이 없다면 우리는 제대로 걸을 수가 없게 되는데, 그 이유는 지면과 신발 사이의 마찰력으로 걷게 되는 것이기 때문이지요. 물론 스키에서는 마찰력을 줄이는 것이 아주 중요한 관건입니다.   스키 선수들이 슬로프를 내려올 때 마찰력을 최대한 줄여야만 빠른 시간에 종착점에 도달할 수 있기 때문에 마찰력을 잘 고려해야 하지요.   따라서 스키 선수들이 스키의 표면을 매끄럽게 하기 위해 왁스를 바르거나 칠을 하는 것은 다 마찰력을 최대한 줄이기 위한 것이지요. 이렇듯 마찰력은 스키를 타는 데 아주 중요하지요.   두번째, 관성이란 어떤 물체가 그 운동을 계속 유지하려고 하는 성질을 말합니다. 관성의 대표적인 것이 버스나 지하철이 갑자기 멈출 때, 우리 몸은 앞으로 쏠리는 현상이 일어납니다.   이것이 바로 관성에 의한 것이지요. 스키에서는 관성의 조절이 상당히 중요합니다. 만약 종착지에 도착해서도 그 속도를 조절하지 못한다면 어떤 일이 발생할까요? 슬로프를 이탈하거나 나무에 부딪쳐 큰 사고로 이어질 것은 뻔합니다.   그래서 대부분의 선수들은 속도를 줄이기 위해 지그재그로 움직이는데, 이것은 속도를 줄임과 동시에 관성을 조절함으로써 더욱 안전하게 내려오기 위함이지요. 이렇게 관성을 조절해야만 안전하게 스키를 탈 수 있는 것입니다.   세번째, 작용·반작용의 원리는 모든 힘은 서로 쌍으로 작용하는데, 작용이 있으면 그와 똑같은 힘인 반작용이 존재한다는 것입니다.    대표적인 예로 로켓발사 원리를 들 수가 있는데, 로켓이 지면에 내뿜는 힘과 같은 힘으로 지면이 로켓을 밀기 때문에 로켓이 위로 올라가는 것이죠. 스키에서는 이와 같은 원리가 방향과 속도 조절에 이용됩니다.   즉 지그재그로 내려오는 경우에 눈을 아래쪽으로 밀어서 속도를 조절하며, 방향을 바꿀 때는 미끄러져 가는 방향과 반대 방향으로 눈을 밀면서 방향을 바꾸죠.   왼쪽으로 갈 때는 오른쪽으로 눈을 밀면서 진행하고, 오른쪽으로 갈 때는 왼쪽으로 눈을 밀면 되는 것이죠.   이렇듯 겨울 스포츠의 꽃인 스키에는 재미있는 과학적인 원리가 숨어 있습니다. 이 세 가지 원리인 마찰력, 관성, 작용·반작용의 원리를 이해하고 잘 조절한다면 스키를 더욱 재미있고 안전하게 탈 수 있을 것으로 확신합니다.   스키속 과학원리 숭문고 배준우 교사