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[창의력 키우기] 과학적 창의력
■ 과학창의력
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버즈 두바이 타워
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영재교육 전문기관 와이즈만에서 과학 창의력과 수학 사고력을 키워줄 수 있는 다양한 예시문항을 준비했습니다. 이번 주에는 색이 있는 방귀 이야기, 초고층 빌딩의 진동 줄이기, 태권V의 키와 몸무게 구하기, 삼각형의 분할 등의 주제를 다룹니다.
(초 등) 방귀에 색깔이 있다면?
실내생활을 많이 하는 겨울, 여러 사람이 모일 때 몸 속에 있는 기체가 몸 밖으로 나오는 '방귀'를 배출한다면 어떨까요? 방귀란 장 속에 있는 기체가 항문을 통해 빠져 나오는 현상인데, 이렇게 우리 몸 속에서는 끊임없이 기체가 들어가고 나오기를 반복합니다. 방귀를 많이 만드는 대표적인 음식물로는 우유와 유제품, 감자와 콩 종류, 양배추와 당근, 사과, 감귤, 바나나와 같은 과일, 그리고 밀가루 음식 등이 있습니다. 보통은 색도 없고 냄새도 없는 기체이지만 먹은 음식물의 종류에 따라 냄새가 심하게 나는 경우도 생기지요.
방귀의 성분은 질소, 이산화탄소, 수소, 암모니아, 인돌 등이며 암모니아와 인돌 등에 의해서 악취가 나게 됩니다. 방귀는 사람마다 양이 다를 수 있지만, 장의 건강 상태를 알 수 있어서 특히 개복 수술 후에는 장이 정상으로 움직이는가를 방귀로 확인하게 됩니다.
<문제> 만약 방귀에 색이 있다면 어떤 일이 생길까요? 불편한 점이 있을 텐데, 반대로 편한 점도 있을까요? 또 속옷과 겉옷에는 어떤 변화가 생기고, 생활 습관이나 환경은 어떤 변화가 있을까요? 색이 없어 아무도 몰래 살짝 뀌었던 방귀, 색이 있는 방귀를 상상해 답안을 적어 주세요. 10가지 이상의 다양한 답이 좋겠지요.
<해설> 문제에 대해 다양한 답을 쓸 수 있는 비결을 알려 드릴게요.
하나, 문제에 대해 자료 조사하기. 방귀 성분이나 특성 등을 이용하여 구체적인 내용으로 정리한다면 10가지가 넘는 많은 답을 할 수 있겠지요? 예를 들어 방귀의 인돌 성분은 적은 양일 때에는 향기를 내므로 인돌을 이용해 방향제를 만든다든가, 방귀는 초속 1m의 빠르기인 점을 감안할 수도 있습니다.
둘, 생각의 꼬리 물기. 색이 있는 방귀를 뀌면 무안하고, 방귀를 계속 참으면 결국 소화 질환 환자가 많아질 것이며, 이 경우 소화기과 의사가 많아질 것이고, 또 예쁜 색의 방귀를 뀌기 위해 예쁜 색 음식을 찾거나 유전자 조작으로 예쁜 색 음식을 만드는 과학자가 생길 것이라는 생각을 할 수도 있습니다. 내가 생각한 아이디어에서 연상해 또 다른 아이디어를 내는 것도 아주 좋은 방법입니다.
셋, 자유롭게 상상해 보기. 색 방귀를 뀌어 바람의 방향을 알 수 있다. 방귀에서 색이 나오지 않는 약이 개발될 것이다. 흡연 금지 마크처럼 방귀 금지 마크가 생길 것이다. 체온과 방귀 색의 관계 실험이 가능하다는 상상을 할 수 있겠지요. 또 방귀 뀔 때마다 나오는 색으로부터 방귀가 더럽다는 생각을 하지 않게 될 것이라고 상상해 볼 수도 있을 거예요.
(중 등) 고층빌딩 흔들림 줄이기
21세기에 들어 고층빌딩 건설에 신기술이 적용되면서 세계 최고 빌딩의 이름이 계속 바뀌고 있다. 영화 '킹콩'에서 킹콩이 올라가 비행기들과 싸우던 뉴욕의 상징 엠파이어 스테이트 빌딩은 이제 세계에서 9번째로 높은 빌딩이 됐다. 현재 지구상에서 가장 높은 건물은 대만에 있는 타이페이 101빌딩으로 508m의 높이를 자랑한다. 지금 만들어지는 건물 중 가장 높은 건물은 두바이의 버즈 두바이 타워로 800m가 넘을 예정이다. 대한민국에도 초고층 빌딩 계획이 속속 만들어져 인천의 송도센터부터 서울의 용산과 상암, 부산의 해운대 등에 500m 이상의 건물들이 세워질 전망이다.
<문제> 하지만 이런 초고층건물은 강력한 바람에 의해 좌우로 1∼2m 이상 움직이게 되는데 이런 흔들림을 줄일 수 있는 방법은 없을까?
<답안> 고층건물이 바람에 흔들리지 않으면 구조적인 결함이 생겨나서 위험한 상황에 이를 수도 있다. 따라서 바람의 영향에 의해 적절하게 흔들리도록 구조적인 부분과 재료를 조합해야 한다. 하지만 높이가 높아질수록 진동도 커지게 되며 일정 수준을 넘어서면 건물 내부에서 생활하는데 어려움이 따를 수 있다. 이를 막기 위해서는 건물의 꼭대기에 큰 추를 매달아 유압으로 조절해 진동을 줄이는 방법이 있다. 이는 '동조질량감쇄기'라고 부르며 타이페이 101빌딩에 사용되고 있다. 또한 이런 초고층빌딩은 지진에 대비해 강력한 내진설계를 하도록 하고 있다. 일본에서는 센서를 이용해서 지면의 움직임을 상쇄시키는 일종의 스프링 같은 장치를 개발해 지진이나 바람에 대한 흔들림을 최소화하려고 노력하고 있다.
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 / 입력시간: 2008. 01.29. 10:56
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