마그데부르의 반구실험으로 유명한 게리케의 반구실험.

이 실험에 대하여 간단히 소개하자면...

1654년 독일의 O.게리케가 실시한 대기압에 관한 실험이다.

게리케는 지름 약 35㎝의 구리로 만든 2개의 반구를 꼭 맞추고,

한쪽 반구에 단 밸브를 통해 공기펌프로 내부의 공기를 빼버린 후 대기압 실험을 하였다.

내부가 진공 상태로 된 두 반구는 외부의 대기압에 눌려 단단하게 밀착되어 있었으므로

그것을 떼어 놓기 위해서 16마리의 말을 양쪽으로 나누어 잡아당겨야 했다.

실험에 사용하였던 반구는 게리케가 당시 마그데부르크시의 시장으로 있었기 때문에 후에 마그데부르

크반구로 불리게 되었다.

실제로 이 실험은 에레겐스부르크에서 황제를 비롯한 많은 명사들 앞에서 공개 실시하였는데,

대기압의 힘이 얼마나 큰가를 생생하게 입증하였다.

이 연구는 실험적 방법을 확립함과 동시에 기체역학의 기초가 되었다.



뭐, 대략 이정도이다.

그런데 여기서 몇가지 재미난 점이있다.

바로 '16마리의 말을 양쪽으로 나누어 잡아당겼다.' 라는 구절인데

이 실험 방법에대하여 물리1을 이해한 사람이라면 조금은 의문을 가지게 될 것이다.

그것은 바로 장력에 관한것인데

장력에 대하여 이해한사람이라면 이미 눈치챘을지도 모르겠다.




<img src="http://thimg.dreamwiz.com/upfile/200904/1240489952052_2.jpg">

위그림은 그 실험을 그림으로보여준다.

여기서 장력은 줄이 잡아당기는 힘 즉 반구두개를 때어놓는 힘이다.

반구에는 힘이 작용하는데

왼쪽에서 말8마리가 잡아당겨 생기는 장력과

오른쪽에서 말8마리가 잡아당겨 생기는 장력이다.

말8마리의 힘이 500N이라고하면(가정이다 숫자에 크게 신경쓰지말도록)

반구의 양쪽은 각각 500N의 힘으로 잡아당겨진다.










그런데.


이렇게 실험하면 어떨까?

왼쪽 말 8마리를 쉬게 내버려두고 아주 튼튼한 건물같은 것에 매다는 것이다.

그림을보자


<img src="http://thimg.dreamwiz.com/upfile/200904/1240489952052_1.jpg">

(그림에 대한 사소한 태클은 거절이다.)

오른쪽으로 말8마리가 500N의 힘으로 구를 잡아당긴다.

자 그럼, 구에는 어떤힘이 작용할까?

오른쪽으로 500N의 힘으로 당겨지고있다.

왼쪽줄은 단단히 묶여있다.

그럼 반구에 작용하는 힘은 어떨까?




정답은 마찬가지로

좌우로 각각 500N씩이다.



즉 좌우 말 16마리를 사용하나

한쪽으로 말 8마리를 사용하나

차이가 가 없다.





벽의 반작용이 말8마리를 대신하는것이다.

집에서 실험해보자.

양손으로 고무줄을 잡고 늘여보자.

또 고무줄을 어딘가에 묶고 같이 실험해보자

(단 처음길이에따라 탄성계수가 달라지니 유의하자.)










반구를 분리하기 위해 한쪽을 묶은후 말 8마리를 가지고도 충분히

반구를 분리가능했을 것이다.

결국 말은 8마리에서 16마리나 필요하게 되었다.

게리케는 어째서 이렇게 실험을 한걸까?

단순히 역학을 이해하지 못해서?

대칭의 아름다움을 표현한걸까?

글쎄 잘 모르겠다.

어쩌면 게리케는 황제를 비롯한 많은 명사들 앞에서 쇼를 보여 주려한 것인지도 모른다.

보는사람에게 하여금 필요한힘의 2배로 뻥튀기 되느껴지니 말이다.



-출저 : 문득 떠오른 내머리속.