환경은 선생님! 부력을 가장 잘 이용하는 생물은?

쓰나미의 공포를 경험한 일본에서 현대판 ‘노아의 방주’가 등장했습니다. 이것은 작은 공모양으로 강철로 만들어 2.7톤의 압력을 견딜 수 있고, 물에 잠기면 20초 이내에 떠오르고, 옆으로 기울어졌다가도 바로 서도록 만들어졌다고 합니다. 공 모양의 강철이 물에 뜨고 사람이 들어갈 수도 있다는 사실이 놀라웠습니다. 부력을 이용한 것인데 그렇다면 부력 보조복이나 튜브 없이 우리 몸을 띄울 수 있는 방법이 무엇일까 궁금해졌습니다. 생활 속에서 부력은 어떻게 이용되고 있는지 그리고 부력을 가장 잘 활용하는 생물은 무엇인지 알아보았습니다.

우리 지혜로운 선조들은 자격루, 포석정지(곡수거), 테왁(해녀들은 동그란 모양의 테왁을 가슴에 안고 헤엄을 쳤다.), 배다리( 물위에 뜨는 다리로 정조는 혜경궁 홍씨의 회갑연을 위해 화성행차를 할때 최고의 배다리를 건설했다.)등에 부력을 이용했습니다.

오늘날에도 많은 곳에 부력이 이용되고 있습니다. 자동차의 연료 게이지(연료탱크에 ‘뜨는 통’이 연료의 남은 양을 알려준다.), 볍씨 고르기(벼를 수조에 담근 뒤 비중 차에 의한 부력을 이용해 튼튼한 벼만을 골라낸다.), 잠수함(선체 아래쪽 물탱크에 공기와 물의 양을 조절해서 떴다 가라앉았다 한다.), 인공어항(플라스틱으로 만든 가짜 물고기가 가라앉다가 밑에서 올라오는 기포를 만나 다시 떠오르게 된다.), 욕실 변기(물탱크에서 수면 위에 떠있던 플라스틱 공이 낮아져 물이 흘러가는 구멍을 막아주고 물이 어느 정도차면 통도 떠올라 물이 나오는 부분을 막는다.) 등 우리 생활 많은 곳에 부력이 이용되고 있습니다.

그렇다면, 생물들은 어떨까요? 애집개미(투명한 작은 개미로, 살던 곳이 물에 잠기거나 물에 빠지면 동료들과 함께 자신들의 몸을 뭉쳐서 넓은 판처럼 만들어서 뜬다.), 부레옥잠 (잎자루의 중앙이 부풀어 있고 잎자루 안에 공기주머니가 있는데 부레같이 되며, 수면위로 떠서 생육하고 수온이 맞으면 번식이 된다), 코코넛(번식을 물에 둥둥 뜨다가, 육지에 착륙한 곳에서 자라난다. 섬유질로 된 외과피가 스펀지처럼 가벼워서 부력이 생긴다), 연꽃, 무주란 같은 식물의 경우 부력을 갖기 위해서 통기조직이 잘 발달해 있거나 공기주머니를 가지고 있습니다.

또한 오징어는 뼈가 새장처럼 작은 챔버로 얽혀있어 가스를 방출할 때 잠수함 처럼 부력을 조절합니다. 또한 심해어류는 부레 대신 몸 안에 가벼운 기름을 많이 가지고 있어 부력을 조절합니다. 소금쟁이는 다리 끝부분에 난 많은 잔털들에 기름기와 잔털 속에 맺히는 많은 공기방울들에 의해서 물에 뜰 수 있는 것이다. 수영을 하는 곤충인 송장헤엄치개는 수영을 하기 전에 모은 공기 방울의 부피를 안정시키기 위해 헤모글로빈에 저장된 산소를 이용하여 중성 부력을 일정기간 동안 유지합니다. 진정거미류는 바람이나 기류를 이용한 거미줄 부력으로 서식지를 옮깁니다. 철새들이 V자 형태로 날아가는 이유는 새들의 날개짓으로 부력이 발생되는데 일정한 거리를 유지하면서 날면 혼자 날아갈 때 보다 71% 이상의 증가된 힘을 얻을 수 있다고 합니다.

우유팩을 이용해서 부력 보조기를 만들어 보았습니다. 빈 우유팩을 가로 7개, 세로 8개 총 56개를 연결합니다. 똑같은 것을 두 개 만들어 2층으로 만들어서 물에 띄우고 농구공을 올립 니다. 몸무게 28kg인 제 동생이 중심을 잘 잡고 앉으니 물에 떴습니다. 이 때 우유팩 안으로 물이 들어가면 가라앉으므로 주의합니다. 또 페트병도 이용해 보았습니다. 5L 페트병 4개를 길게 연결해서 물에 띄운 후 중심을 잡고 안으니 물에 떴습니다. 8개를 연결하면 더 안전하게 뜰 것 같은데 욕조의 폭이 좁아서 4개로 실험을 하였습니다.

조사와 관찰, 실험을 통해 알아본 결과 생물들 중 가장 부력을 잘 이용한 경우는 철새인 것 같습니다. 많은 생물들이 생활에서 부력을 잘 활용하고 있는데 모두 자신만을 위한 것이었습니다. 하지만 철새들의 경우 다른 새들을 위해 부력을 활용하고 있었습니다. V자 형태를 유지하며 일정 거리를 두고 날개짓을 하면 뒤에 위치한 새는 앞의 새의 날개짓에서 오는 부력으로 훨씬 쉽게 날 수 있습니다. V자의 맨 앞에서 날고 있는 새가 방향을 잡고 전체를 이끄는 리더입니다. 그 새는 앞에서 만들어주는 부력이 없으므로 자연이 쉽게 지치기 마련입니다. 맨 앞의 새가 지치면 맨 뒤로 가고 자연스럽게 한 줄씩 자리를 바꾸어 날게 됩니다. 만약 한 마리의 철새가 잠시 감각을 잃고 무리를 벗어나면 즉시 잃어버린 부력으로 힘이 떨어지는 것을 느끼기 때문에 앞에 나는 새의 부력을 받기 위해 다시 무리로 되돌아온다고 합니다. 또한 앞의 새가 속도가 조금 떨어질 때는 격려를 해주고 경각심을 불러주기 위해서 ‘꺼억꺼억’소리를 내어준다고 합니다. 이렇게 ‘부력’의 힘을 이용해 서로 도우며 살아가는 ‘철새’와 ‘애집개미’ 등 주변 환경 속 선생님들을 본받아 앞으로 저도 다른 사람들과 함께 서로 도우며 살아가는 방법을 찾아 실천해 가도록 하겠습니다.

정혜린 나누리기자 (야탑초등학교 / 6학년)

박재원 불광중학교 / 1학년 2011-11-06 20:42:37 | 철새들의 부력 이용이 다른 새들을 위해 활용하고 있다는 사실이 놀랍네요. 부력에 대한 상세한 조사와 관찰을 통해 작성한 알찬 기사 잘 읽었습니다. 추천도 꾹꾹^^ 윤태영 형일초등학교 / 6학년 2011-11-11 21:50:14 | 부력의 힘을 이용하여 서로 도우며 살아가는 주변 환경에 놀랍습니다. 환경은 선생님, 이라는 기사 제목처럼 우리 환경은 역시 선생님인 것 같습니다. 최리아 서울길음초등학교 / 5학년 2011-11-13 14:23:23 | 부력이라는 것에 대해 새로운 것들을 많이 알게 해주는 기사네요. 과학기사가 가진 장점이 참 많다는 것을 다시 한번 느껴보았습니다. 기종관 대선초등학교 / 5학년 2011-11-14 14:25:19 | 부력에 대해서 직접 실험도 하셨네요. 좋은 기사 잘 읽었습니다. 그리고 추천도 드리고 갑니다. 이준서 서울경인초등학교 / 5학년 2011-11-20 20:16:30 | 저도 한번 실험해 보고 싶네요. 알찬 내용 잘 읽었습니다. 오현정 2011-11-23 19:34:46 | 꾸준히 실험하고 탐구하는 모습을 칭찬하고 싶습니다. 정은교 서울창도초등학교 / 5학년 2011-11-26 18:38:07 | 오, 탐구계획을 어렵더라도 꾸준히 하는 모습이 정말 입이 마르도록 칭찬해주고싶습니다. 박민지 호원중학교 / 1학년 2011-11-27 16:27:36 | 탐구주제 내용이 너무 좋은 것 같습니다. 그리고 실제로 배로 만들어보고, 페트병으로 부력 실험한 것이 너무 재미있습니다. 김세경 서울백석중학교 / 1학년 2011-11-30 23:27:28 | 정혜린기자님 실험과 탐구 그리고 멋진 기사까지 수고하셨습니다. 유익한 기사 잘 읽고 추천하고 갑니다. 윤상일 서울논현초등학교 / 5학년 2011-12-05 22:39:16 | 부력에 관한 정보와 실험 잘 봤습니다. 정헌규 야탑초등학교 / 4학년 2011-12-08 20:35:07 | 생물한테도 배울게 많네요.