33개의 흥미진진한 영화 이야기
네번째 이야기
"정말 남반구에선 물이 반대로 흘러 내릴까?"
포스터 위의 시드니 모습과 이 블로그의 대문 사진이 유사하다^^;
픽사의 2003년작 "니모를 찾아서"를 가지고 작은인장님이 "영화 '니모를 찾아서'에 숨은 과학" 이란 글을 적어 주셨다. 참 재미있는 글이다. 개인적으로 순수 영화 리뷰보다 영화를 소재로 한 이런 재미있는 글들을 읽는 것을 좋아한다. 뭐 그래서 이런류의 시리즈글을 적고 있지만^^;
작은 인장님은 니모를 찾아서의 NG 장면을 설명하시면서 "전향력"이란걸 언급하시고 계시다. 영어로는 코리올리 포스 효과(Corioli Force Effect). 과학시간을 충실하게 보낸 분은 알고 있겠지만 나처럼 과학에 관심이 없어 수업시간에 졸은 사람은 그 이름도 생소하리라.
전향력이니 코리올리 효과라는니 그런 말은 들어 보지 못했지만 상식으로(혹은 누구에겐 지식으로) 알고있는 재미있는 과학 이야기 하나.
우리가 변기나, 욕조의 물, 혹은 싱크대의 물을 내리면 소용돌이가 생기면서 하수구 구멍으로 빠져 나간다. 그런데 이때 생기는 소용돌이의 방향이 북반구에서는 시계 반대 방향, 즉 물이 내려 가는 것을 위에서 보았을때 왼쪽으로 흘러 빠져 나가나, 지구의 반대편인 남반구에서는 북반구와 반대로 시계 방향, 즉 오른쪽으로 물이 흘러내려 간다는 것이다.
이러한 반대 현상을 설명하는 것이 바로 전향력이라는 것이다.
코리올리 효과(Coriolis Effect), 전향력: 북반구의 어느 지점에서 멀리 던져진 물체는 본래의 방향에서 오른쪽으로 편향되어 떨어진다는 사실이 알려져 있다. 운동하는 물체에는 지구의 중력 이외에 다른 힘이 없음에도 불구하고 실제의 낙하 지점은 본래의 방향에서 오른쪽으로 편향되어 떨어지는데 이러한 현상을 설명하기 위하여 생각한 힘이 전향력(Coriolis force)이며 이 효과를 코리올리 효과라 한다. 이 코리올리 효과는 서에서 동으로 자전하는 지구의 자전 효과에 기인하는데 남반구에서는 북반구와 반대 현상이 일어난다. 즉, 지구 표면에서의 운동을 북반구에서는 오른쪽으로, 남반구에서는 왼쪽으로 휘게 하는 것이다. 회전하는 레코드판 위에서 바깥쪽으로 직선을 그려본다면 이 코리올리 효과를 이해할 수 있다. 이 효과는 극지방에서 가장 크게, 적도 지방에서 가장 작게 나타난다. 코리올리 효과는 공기의 흐름과 물의 흐름 양쪽에 같은 현상을 유발시킨다. 출처: 에듀넷.
전향력에 대해 좀더 자세하게 알고자 하시는 분은 작은인장님이 적으신 "코리올리의 힘"을 읽어 보자.
난 머리아파 ㅠ.ㅠ
그런데, 니모를 찾아서에서 문제의 장면. 시드니 치과의사에게 잡혀온 니모가 탈출을 감행 하는 장면. 니모는 죽은체 하고 다른 물고기들의 도움으로 치과내 입세척하는 세수대에 점프하여 세수대의 물과 함께 탈출에 성공한다. 이 문제의 장면 클립을 만들기 전까진 나는 니모가 화장실 변기를 통해서 탈출한 걸로 알고 있었다. 사람의 기억이란 참 이상하다. 이 영화를 보고 세계의 많은 어린이들이 집안 수족관의 물고기를 변기에 흘려 보냈다지. 이 장면에서 세수대의 물의 흐름을 유심히 보라.
물의 흐름이 시계 반대 방향, 즉 왼쪽으로 빠져 나간다. 니모를 찾아서가 개봉되고 세계의 많은 사람들이 옥의 티로 지적하는 장면이니, 바로 시드니가 위치한 남반부에서는 물이 오른쪽으로 돌며 빠져 나가야 한다는 것!
정말 그럴까?
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그.래.서. 집에서 실험을 해 보았다. 작은 인장님과도 댓글을 나누며 객관적 실험을 해보려고 노력은 했는데.
집에서 물이 빠져 나가는 곳은 4군데. 화장실 변기,부엌 싱크대,화장실 싱크대, 세탁실 싱크대. 이중 화장실 변기는 물을 내리자 마자 콸콸 내려가서 물의 흐름을 살피는 것은 불가. 그래서 나머지 3군데에서 실험을 해 보았다.
실험의 객관성을 높이기 위해서는 원통형 수조라든가, 구멍의 동일성 그런걸로 해야 할터이나 여건이 안되고. 일반적으로 이 전향력을 설명할때 "남반구의 변기나 욕조, 싱크대의 물은 북반구와 반대" 라고 하니 말그대로 싱크대의 물로 실험을 해보아도 괜쟎지 안을..까 혼자 생각에.
물의 흐름을 알아보기 쉬우면서 물에 뜨면서 물의 운동력을 방해 하지 않는 걸로 무엇이 좋을까 궁리끝에 파라핀을 물에 넣었다. 물을 담을시 발생한 물의 운동력을 최소한으로 줄이기 위하여 이글을 시작할 즈음에 물을 담아 현재 2시간 경과. 물꼭지를 뺄때 생길 운동력을 줄이기 위해 물꼭지에 실로 묶어 잡아 당겼다.
실험1. 부엌 싱크대
싱크대가 작고, 하수 구멍이 커서 물의 흐름을 파악하기 조차 힘들다. 마지막에 자세히 보면 물이 왼쪽으로 흘러 내려가는 듯하나 실험 결과에 포함 시키기에는 역부족.
실험2. 세탁실 싱크대
물의 양은 1번 실험의 2배 정도. 파라핀 외에 나무 조각을 잘게 썰어 넣었다. 기대한 만큼의 정확한 소용돌이가 생기지는 않았지만 물이 오른쪽으로 감아돌며 빠지는 것을 볼 수 있다. 남반구는 북반구와 반대라는 학설과 일치하는 결과.
실험3. 화장실 싱크대
첫 실험에선 물의 양도 적고 구멍도 커서 소용돌이 자체가 생기지도 않고 물이 주루륵 빠져 나가 버림. 그래서 생각한 것이 좀더 객관적 실험 결과를 보기 위하여 구멍을 블루택으로 고루펴서 막고 가운데에 젓가락으로 조그만 구멍을 만들었다. 물꼭지엔 실을 감을 만한 곳이 없어 손으로 잡아 당겼고. 물의 양은 1번 실험한 부엌 싱크대 정도 이지만 구멍이 작아 5분 이상의 시간이 걸림.
결과는?
시간이 넘 오래 걸려 처음 물꼭지를 빼내는 시작 장면과 중간에는 소용돌이가 생기지 않은 부분은 들어내고 마지막 소용돌이가 생기며 물의 흐름을 파악할 수 있는 부분만 편집함. 마지막 자세히 보면 물이 왼쪽으로 감아 돌며 빠져 나가는 것을 볼 수 있다. 그렇다면 이경우는 북반구와 동일한 결과. 블루택의 표면이나 구멍의 모습이 흐름을 유도 했는지에 대한 객관적 설명은 자신있게 말할 순 없음.
실험의 객관성은 보시는 분들이 판단 하셔야 할 듯 하다.
1번 실험을 억지로 포함 시키다면 2대 1의 확률로 남반구에서도 북반구와 동일하게 물의 흐름이 발생 했..다고 애기 할 수 있을까? 그렇다고 북반구에서는 항상 물의 흐름이 왼쪽으로 진행하다고 이야기 할 수 있을까?
인터넷을 찾아보니 요즘은 이러한 전향력이 대기나 해류같은 큰 자연현상에는 영향을 주나 변기의 물, 싱크대, 욕조의 흐름같은 데에는 그 영향력이 작아 북반구나 남반구나 물의 흐름을 결정하지는 않는다고 보나보다. 실질적인 물의 흐름은 싱크내, 욕조, 변기의 모양, 방향, 상태, 반란스등에 따라 랜덤으로 작용할 뿐이라고 한다.
그러니 북반구는 오른쪽으로 물이 흘러내려가고 남반구는 반대로 물이 흘러 내려 간다는 생각은 이상 상식에서 사라져야 되지 않을까 한다.
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Subject: 욕조물이 시계 방향으로 빠진다?
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Subject: 코리올리의 힘과 물빠짐 - 두번째
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Subject: 영화 "니모를 찾아서"에 숨은 과학
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댓글을 달아 주심 고맙지요^^;;
뭔지 몰라도, 재미있어 보입니다.
저도 이글 작성하며 재미 있었어요 :-)
잠깐 틈을 내어 들어왔다가 코리올리 효과에 대한 글을 보게 되네요..^^*
이미 글중간에도 언급하셨지만 코리올리 효과는 큰 규모의 물의 흐름에 적용됩니다...
또한 풍속이나 지형..예를 들어 물밑의 땅의 경사라든가 물이 빠져나가는 위치에 따라 이 효과가 반감되거나 반대로 작용하는 경우가 종종 발생하지요...^^*
근대 물리학에서는 주로 단순계라고 해서 모든 주위의 부대조건을 무시하고 정해진 상수와 변수로 문제를 풀었으나 그것은 한계가 있었고 지금 현대 물리학은 될수 있으면 위에서 말하듯이 모든 조건을 염두에 두면서 결과를 예측하는 복잡계로 변화되었답니다...
흔히 일반인도 알고 있는 카오스 이론이나 나비효과 얘기가 다 이 범주에 속하지요...
이 글의 내용도 그런 맥락과 일면 닿아 있는 듯 하네요..^^*
암튼 잘 보고 갑니다!^^* 즐거운 하루 되세요!^^*
글쿤요. 반더빌트님의 댓글로 더 이해가 되네요. 감사*^^*
예전에 이와 관련해서 써놓은 글이 있습니다. 트랙백할게요. 규모의 문제인 듯합니다. 일상생활에서 전향력은 의미없는 것 같아요. 물론 철저하게 통제된다면 유의미할 수 있겠지만요.
꼬깔님이 적으신글 잘 그리고 재미있게 읽었네요. 거시적 효과의 미시적 한계로 이해 하면 되겠지요. 꼬깔님 글중에 문제된 엠파스 지식글은 그나마 반대로 적어 놓았네요^^;;
저도 좋은글 잘 읽고 트랙백 할께요.
이런...당연하다고 알고 있었던 지식이...실제론 예외가 생길 수 있는 거군요....작은 규모에선 안 일어 날 수 도 있군요....
M님도 브리스번 사시니 한번 시험해 보심이 ^^;
동영상 잘 봤습니다.
물의 빠짐이 너무 느려서 코리올리의 힘에 의한 회전효과가 가시적으로 나타나지 않는데..... 물의 빠짐이 강한 환경으로 다시 촬영 부탁드립니다.
즐거운 시간 보내세요. ^^
예전 살던 집은 큰 욕조가 있었는데 이 집은 그냥 샤워롬으로 되어 있어서. 기회가 되면 다시 한번 좋은 조건에서 만들어 볼께요~
생각하는 것과 실행하는 것은 정말 부지런하지 않으면, 동시에 하는 것이 쉽지 않는 일인것 같습니다. 특히 제경우가 그렇습니다. 이런 의문들에 대해 직접 행동하여 확인한 모습이 정말 대단하십니다^^ 완전 유쾌한 실험에 박수를 보내 드립니다^^
너무 좋게 코멘트 해 주셔서 몸둘바를^^;, 이곳 먼곳까지 찾아주시고 댓글까지 남겨 주셔서 넘 고맙고 넘 영광입니다. 하늘지기님*^^*
대단하십니다, 거침없이 실험을 ㅎㅎ
그냥 남는게 시간이라서요 :-)