열차 기관사 '뿌잉 뿌잉 치치포'

발명탐정 썰렁홈즈

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“빰빠라~, 빰빤빠 빰빠라바~!”
아프리카 초호화 열차인 ‘타자라 열차’ 시승식에 초대받은 썰렁홈즈. 사실 친구인 열차 기관사 ‘뿌잉뿌잉 치치포’에게 1년 넘게 끈질기게 부탁한 결과였다.
“옜다. 티켓 두 장이면 된다고 했지?”
다무러와 함께 신나게 열차에 오른 썰렁홈즈. 아프리카 초원을 기차로 내달릴 생각을 하니 출발 전부터 가슴이 벅차올랐다. 그런데 이게 웬일? 기관사인 뿌잉뿌잉 치치포가 헐레벌떡 썰렁홈즈를 찾아왔다.
“큰일 났어! 기관차가 사라졌어!”


탄광 소년, 조지를 찾아라!

“흠~. 이번에도 역시 악당 업새블라겠지? 누굴 방해하러 갔는지 알 것 같군! 증기기관차를 발명한…, 조지 스티븐슨!”
뿌잉뿌잉과 썰렁홈즈는 영국으로 날아갔다. 그런데 문제가 생겼다. 조지 스티븐슨이 증기기관차를 발명한 1814년으로 가려고 했는데, 1790년에 도착하고 말았다. 10살인 조지는 아빠를 따라서 탄광 일을 돕고 있었다.
“일단 조지 스티븐슨이 누구인지 찾아볼까?”

문제 ➊
장난꾸러기 조지는 친구들 세 명과 함께 홈즈를 속이고 있다. 네 사람의 말을 잘 듣고 누가 조지인지 찾아보자.




어긋난 철길을 맞춰라!
조지를 찾긴 했지만 사건 해결에는 별 도움이 안 됐다. 썰렁홈즈와 뿌잉뿌잉은 세계 최초 증기기관차인 ‘블루처’를 처음 운전했던 1814년 7월로 다시 날아갔다.
“오호~, 마침 조지 스티븐슨이 있군!”
블루처를 막 움직이려던 순간이었다. 스티븐슨이 발명한 블루처는 탄광에서 항구까지 운행하기 위해 만든 최초의 증기기관차였다. 그런데 갑자기 어디선가 업새블라의 목소리가 들려왔다.
“하하, 이런 역사적인 순간에 내가 빠질 수 없지. 그런데 철길이 너무 단순한 거 아냐? 이 정도는 돼야지!”

문제 ❷
업새블라가 항구까지 가는 철길을 엉망으로 만들었다. 어떤 부분이 어긋나 있는지 잘 살펴보고 철길을 움직이는 손잡이를 좌우로 움직여서 짜 맞춰 보자.




어디에 쓰는 물건인고?

간신히 철길을 짜 맞춘 썰렁홈즈와 뿌잉뿌잉은 조지에게 달려갔다. 그런데 웬일? 조지가 바닥에 앉아서 울고 있는 게 아닌가.
“으아앙~, 내가 만든 보물 1호가….”
화가 난 업새블라가 이번에는 증기기관차인 블루처를 망가뜨려 놓은 게 아닌가? 썰렁홈즈는 울고 있는 조지를 달래서 다시 하나씩 조립했다.
“에휴…, 다행이다. 이제 거의 다 조립했어. 이건 어디에 끼우는 부품이지?”

문제 ❸
긴 막대 두 개가 남았다. 어디에 설치해야 할까? 증기기관차를 잘 보고 어디에 부품을 끼울지 생각해 보자.




정답과 해설




조지의 증기기관 칫솔
“정말 감사합니다. 덕분에 증기기관차를 움직이는 데 성공했습니다.”
조지 스티븐슨은 썰렁홈즈에게 감사 인사를 했다.
“이건 제 정성을 담은 작은 선물입니다.”
조지는 썰렁홈즈에게 특별한 선물을 하나 주었다.
증기기관으로 만든 자동 칫솔이었다. 그런데 문제는 멈추질 않는다는 것! 홈즈는 오늘 아침에도 한 시간씩 이를 닦고 있다.



알짜배기 발명정보




썰렁홈즈의 번뜩번뜩 발명교실
조지 스티븐슨은 아버지가 일하는 탄광에서 사용하는 증기기관을 이용해, 석탄을 운반할 기관차를 만들었어요. 이 증기기관차는 끓어서 수증기로 변한 물이 피스톤을 밀어내는 힘을 이용한답니다. 증기의 힘은 굉장히 세서 마차보다 석탄을 많이, 그리고 빠르게 운반할 수 있었어요. 스티븐슨의 발명은 사람과 화물을 실어나르는 운송 수단의 혁명으로 이어졌답니다. 이처럼 물체의 상태 변화 과정에서 생기는 현상을 이용한 발명에는 또 어떤 것이 있을까요?

찌릿찌릿~! 예리한 질문
상태가 변할 때 생기는 효과를 이용한 발명품은?

                                                                    


발명 ➊

발명 ➋

트리즈! 발명을 도와 줘~!
트리즈는 구소련의 특허국 직원인 겐리히 알츠슐러 박사가 개발한 창의력 문제해결 기법입니다. 발명의 기초 이론으로 현재는 기업이나 학교에서도 창의적인 문제 해결 방법으로 사용하고 있습니다.
트리즈 발명기법 중에서 ‘상태 전이(Phase Transitions)’가 있습니다. 물질의 상태가 변하는 과정에서 생기는 효과를 이용하는 발명 기법이에요. 물이 기체가 되면서 부피가 커져 팽창하는 압력을 이용한 증기기관차가 좋은 예지요. 겨울에 추운 손을 녹여 주는 손난로도 액체가 고체로 변하면서 발생하는 열을 이용한 발명품이에요.

*여러분이 발견한 ‘상태 전이’ 발명품은 무엇인가요? ‘어린이과학동아’ 홈페이지 썰렁홈즈 기사에 덧글로 달아 주세요. 추첨을 통해서 선물을 드립니다~!
지난호 당첨자 : 박희주(bighyun)


일러스트 : 김석
도움 : 특허청 창의발명교육과, 한국발명진흥회 창의인재육성팀
감수 : 한국트리즈협회 조승호 박사

글 : 김원섭
어린이과학동아 2012년 01호