[창의력 키우기] 과학 창의력

'헬로∼공부야'는 영재교육 전문기관 와이즈만의 도움으로 과학 창의력과 수학 사고력을 키워줄 수 있는 다양한 예시문항을 게재합니다. 이번 주에는 지구 동물종을 지키기 위한 방법, 로켓 발사가 힘든 이유, 거짓말하는 사람들의 진실 찾기, 비정형화된 수학문제 풀이법 등의 주제를 다룹니다.



■초등

동물 지키기 위한 '노아의 방주'

얼마 전에 현대판 '노아의 방주'가 문을 열었다고 합니다. 이것은 노르웨이 스발바르 섬에 만들어진 '운명의 날 저장고'를 말하는데요. 이 저장고는 급격한 기후변화, 운석 충돌 또는 핵전쟁 등의 대재앙으로부터 지구 상의 각종 식물의 씨앗을 지켜줄 수 있다고 합니다. 북극점으로부터 1천여㎞ 떨어진 외진 곳에 마련된 이 냉동 저장고는 항상 영하 18도로 유지돼 전 세계의 450만 종의 씨앗 샘플이 1천년 가량 살아남을 수 있다고 합니다.



<문제>

그렇다면 식물의 씨앗이 아닌 지구 상의 각종 동물들을 지키기 위한 '노아의 방주'는 어떻게 만들 수 있을까요? 어떤 조건이 필요한지, 어떤 문제점이 생기는지 생각해 보세요. 그리고 그 문제점을 해결하기 위한 나만의 창의적인 해결 방법을 고민해 보세요.

<해설>

최근 국제 달 탐사 연구 그룹은 프랑스에서 현대판 노아의 방주에 해당하는 시설을 달에 세울 계획을 논의했다고 합니다. 달 표면 바로 아래에 지하 시설을 건설하고 노아의 방주라 할 수 있는 이곳에 지구 생명체의 DNA 정보, 곡물을 기르는 방법 그리고 철을 만드는 방법 등에 대한 정보를 저장하게 됩니다. 생명체 대신 '생명체 정보'를 보관하는 기능을 하게 되죠.

여러분의 계획은 무엇이었나요? 좋은 답안이 되려면 '노아의 방주'에 필요한 조건을 구체적으로 설명하고, 문제점을 민감하게 예측한 뒤 창의적인 문제 해결 방법을 제시해야 합니다. 답에 접근하는 방법은 우선 먹이, 환경, 자연 상태의 공생-기생-천적 관계, 배설로 조건을 구분해 각 조건에 구체적인 설명할 수 있겠습니다. 특히 그 조건이 왜 필요한지, 충족시키기 위해서는 무엇이 필요하고 무엇이 문제인지를 상세하게 서술한다면 좋겠지요. 다만, 조건을 제시할 때는 자신의 생각이라는 것을 강조하기보다는 과학적 근거를 두고 체계적으로 서술하는 것이 필요합니다.

또 다른 접근법으로는 문제를 정확하게 이해해 '노아의 방주'의 조건, 문제점, 해결 방법을 차례로 설명하는 방법이 있겠습니다. 조건과 문제점을 구체적으로 설명하고 제시된 문제점의 해결 방안을 구체적이고도 창의적으로 제시한다면 훌륭한 답안이 되겠지요.



■중등

발사된 우주왕복선 분리 이유는?

우주를 향한 인간의 탐구는 수 천년 동안 지속됐다. 현재 인류는 지구 궤도를 돌고 있는 거주형 우주정거장을 포함해 많은 수의 인공위성을 사용하고 있다. 우리나라도 우주개발에 뛰어들어 인공위성을 자체 제작할 수 있게 되었다. 하지만 발사체 기술은 아직 부족해 대한민국 최초의 우주인은 러시아와의 협력 관계를 통해서 8일 우주비행에 나선다.



<문제>

우주로 날아가는 로켓이나 우주왕복선을 보면 대부분 큰 덩치를 하고 있지만 최종적으로 우주로 나가는 것은 작은 위성체나 우주왕복선 본체 뿐이다. 우주로 나가는 것이 쉽지 않은 건 무엇 때문일까?

<해설>

이유는 지구의 중력 때문이다. 중력은 질량을 가진 물체가 서로 끌어당기는 힘으로 지구가 우리에게 주는 중력은 9.8㎡/s의 중력 가속도를 전달해준다. 지구에서 벗어나기 위해서는 이 중력보다 강한 추진력이 필요하다. 지구의 중력을 뚫고 지구 밖으로 나가기 위해서는 탈출속도보다 빠른 속도가 필요하다. 지구 궤도를 돌기 위해서는 초속 7.9㎞의 속도가 필요하고 지구를 벗어나 다른 천체로 가기 위해서는 초속 11.2㎞ 의 속도가 필요하다. 이는 음속의 약 33배나 되는 속도이다. 그렇기 때문에 인공위성이나 우주왕복선을 우주로 보내기 위해서 많은 연료를 실은 연료통을 같이 가지고 가게 되고 연료를 다 사용하면 이를 떼어내어 가속을 유지하려고 하는 것이다. 참고로 달은 지구보다 중력이 작아서 초속 2.4㎞의 속도만으로 벗어날 수 있으며 태양의 중력을 벗어나 태양계 외부로 나아가기 위해서는 초속 618㎞의 속도가 필요하다고 한다.
/ 입력시간: 2008. 04.08. 08:59