자유탐구 완전 정복, 섭섭박사가 간다!

새처럼 훨훨~ 다 빈치의 날개

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섭섭박사님! 오늘은 무슨 실험을 가르쳐 주실 건가요?


다솜아 저기 하늘을 보렴. 훨훨 나는 새가 정말 아름답구나~.


박사님~! 우리 실험 해야죠~! 계속 하늘만 보실 건가요?


오늘 실험이 바로 하늘을 훨훨 나는 새와 관련이 있거든~!


새와 관련 있는 실험이요?


1 생물을 보고 배워라! 생체모방기술

오늘 할 실험이 바로 ‘다 빈치의 날개’야. 이탈리아 르네상스를 대표하는 사람인 레오나르도 다 빈치는 예술과 건축, 과학 등 모든 학문에 다재다능했지. 이런 다 빈치가 평생에 걸쳐 연구했던 게 바로 하늘을 나는 법!
다 빈치는 사람이 어떻게 하면 날 수 있을까 고민하고 또 고민했어. 그러다 자유롭게 하늘을 나는 새를 보고 아이디어가 번뜩 떠올랐지. ‘새처럼 날개를 펄럭거리면 사람도 하늘을 날 수 있지 않을까’하고 말이야. 이렇게 생물이 가진 능력을 모방해서 이용하는 기술을 ‘생체모방기술’이라고 해. 예를 들어 가방이나 필통, 옷 등을 고정하는 데 쓰이는 밸크로는 옷이나 털에 잘 달라 붙는 엉겅퀴의 씨를 보고 만든 발명품이지. 엉겅퀴 씨에 있는 가시를 확대하면 끝에 작은 갈고리들을 볼 수 있거든. 이 미세한 갈고리들의 구조를 모방해 만든 게 바로 ‘찍찍이’라고도 부르는 밸크로란다.

레오나르도 다 빈치의 꿈 레오나르도 다 빈치는 호기심이 많아 다양한 연구를 하고, 수많은 그림을 그렸어요. 특히 하늘을 나는 방법에 대한 연구는 평생에 걸쳐 할 정도로 다 빈치의 오랜 꿈이었답니다. 그는 헬리콥터의 프로펠러를 닮은 회전 날개와 박쥐의 날개처럼 생긴 일체형 날개, 새의 날개 구조를 분석해 그린 접이식 날개 등 여러 가지 방법을 고안했어요. 하지만 아쉽게도 실제로 하늘을 나는 데는 실패하고 말았지요.





2 다 빈치의 꿈을 담은 날개 만들기


섭섭박사님! 새처럼 날개를 파닥이며 훨훨 나는 비행기라니 정말 멋져요! 어서 만들어 봐요~!


좋아~! 다 빈치의 꿈을 담은 다 빈치의 날개 만들기, 지금부터 시작!


3 날개를 펄럭이며 높이 날아라!

날개 몸체를 한 손으로 잡고 고무줄에 연결된 부품을 여러 번 감는다. 고무줄이 팽팽해지면 풀리지 않도록 손으로 잘 잡은 뒤, 30° 각도로 하늘을 향해 던지듯 날린다. 손을 떠난 다 빈치 날개는 고무동력을 이용해 새처럼 날개를 파닥이며 날아간다. 한 쪽 날개 앞쪽에 평형추를 끼우면 회전 각도를 조절할 수 있다.

4 비행기에 작용하는 힘은?

오우~! 다솜이가 만들기만 잘하는 게 아니라 날리는 것도 정말 잘하는구나~! 그런데 평생을 연구했던 다 빈치가 결국 하늘을 나는 데 실패한 이유가 뭔지 궁금하지 않니?
다 빈치가 하늘을 나는 물체에 작용하는 힘을 이해하지 못했기 때문이야. 하늘을 날기 위해서는 중력을 이길 수 있는 양력이 있어야 해. 양력이란 움직이는 물체가 수직으로 받는 힘을 말하지. 양력은 압력이 높은 쪽에서 압력이 낮은 쪽으로 생겨. 새의 날개 단면을 보면 아래쪽은 평평하고 위쪽은 볼록한데, 이 때문에 날개의 위쪽으로 지나는 공기가 아래쪽으로 지나는 공기보다 더 빨라. 그래서 날개 위쪽은 압력이 낮아지고, 아래쪽은 압력이 높아져 날개의 밑에서 위로 양력이 작용하는 거야. 이런 양력이 중력보다 더 세어야 물체가 공중에 떠 있을 수 있단다.
우리가 타는 비행기 날개도 새의 날개처럼 위쪽은 볼록하고 아래쪽은 평평하다는 사실! 앞으로 비행기를 탈 기회가 있으면 날개를 유심히 살펴보도록 해~!


참여독자 : 김다솜(서울 미동초 5)

글 : 이혜림 기자 pungnibi@donga.com
사진 : 이혜림 기자 pungnibi@donga.com
사진 : 포토파크닷컴
어린이과학동아 2013년 24호