[창의력 키우기] 과학 창의력

'헬로∼공부야'는 영재교육 전문기관 와이즈만의 도움으로 과학 창의력과 수학 사고력을 키워줄 수 있는 다양한 예시문항을 게재합니다. 이번 주에는 내 몸에 눈이 두 개 더 생긴다면, 인공위성이 탐사를 계속할 수 있는 힘, 비둘기집의 원리, 좌표로 살펴보는 수열과 함수 등의 주제를 다룹니다.



■ 초등

눈이 두 개 더 생긴다면?

사람은 눈이 있기 때문에 귀여운 강아지와 인형 그리고 아름다운 풍경 등을 볼 수 있습니다. 또 무지개의 빨강, 주황, 노랑, 초록, 파랑, 남색, 보라색을 구별할 수 있고, 사물을 입체적으로 보면서 거리감도 느낄 수 있어요. 이렇게 눈은 우리에게 많은 도움을 주고 있어요.

<문제>

만약 이런 눈이 두 개 더 생긴다면 우리 생활에는 어떤 변화가 있을까요? 우리 몸 어느 부분에 생기면 좋을지 , 이로 인한 장점과 불편한 점을 다양하게 써 보세요. 글로 쓰기 힘들면 그림으로 표현해도 됩니다.

<해설>

우리가 인식하는 정보의 80% 이상이 눈에 의한 것이라고 합니다. 물체를 눈으로 본 후 뇌에 전달되기까지의 과정은 다음과 같습니다. 외부의 광선이 눈에 들어오면 각막→수정체→유리체→망막 순으로 전달되는데, 망막에 전달된 시각물질에 화학적 변화를 거쳐 시신경이 흥분되고, 이어 대뇌의 감각피질에 전달되면서 시각을 느낍니다. 이 전달과정 중 하나라도 이상이 생기면 우리는 시력을 잃게 됩니다.

우리는 눈이 한 개라도 물체를 똑똑히 볼 수 있습니다. 그런데 왜 두 개의 눈을 가지고 있을까요? 그 이유는 눈이 한 개이면 물체가 있는 위치를 정확히 알 수 없기 때문입니다. 눈이 두 개이기 때문에 물체가 얼마나 가까운 곳에 있는지, 얼마나 먼 곳에 있는지 정확히 알 수 있는 것입니다. 즉, 물체의 멀고 가까움을 느끼는 원근감 때문에 눈이 두 개인 거지요.

먼저 추가되는 눈의 위치를 생각해 볼 수 있습니다. 손바닥, 손등, 목 뒤 등 몸 밖에 있는 경우와 심장이나 뼈와 같이 몸 안에 있는 경우도 생각할 수 있겠습니다. 심장에 눈이 있어 심장이 멈추거나 혈액이 제대로 순환하는지 미리 예방할 수 있다는 등의 장점을 생각할 수도 있겠지요. 옷으로 가려지는 부분인 팔이나 다리 등에 눈이 추가된다고 생각할 수도 있습니다. 이 경우 사람의 옷이 어떻게 달라질지도 생각해 볼 수 있습니다. 손바닥에 눈이 있을 때 두 눈은 타이핑을 치는 것을 확인하고 다른 두 눈은 모니터를 확인하면 된다라는 식의 장점도 생각해 볼 수 있습니다. 눈이 몸의 한 곳에 붙어 있지 않고 핼액이 순환하듯이 몸 안을 돌아다닌다는 상상을 해 보는 건 어떨까요?

■ 중등

보이저 1호 탐사여행 비밀

인류는 20세기 중반 우주로 진출한 이래, 태양계의 여러 행성과 위성에 대한 탐사를 진행하고 있습니다. 아직 인간이 직접 발을 내디딘 천체는 지구의 위성인 달 뿐이었지만 가까운 미래에 화성에 사람이 발을 디딜 날이 올 것입니다.

사람이 직접 탐사를 가기 전에 충분한 정보를 얻으려는 목적으로 인공위성을 통한 탐사를 진행합니다. 특히 보이저 1·2호는 목성, 토성, 천왕성, 해왕성에 접근해 태양계의 많은 신비를 밝혀냈습니다. 지구상에서는 보이지 않던 목성형 행성들의 고리를 발견하고 훨씬 많은 수의 위성과 그 위성의 표면을 관측한 것은 대단한 일이었습니다. 보이저 1호는 목성을 거쳐서 토성을 지나 태양계 바깥으로 가고 있고 보이저 2호는 목성, 토성, 천왕성, 해왕성을 지나 지구에서 140억㎞ 정도까지 멀어졌다고 합니다.

<문제>

그런데 보이저 1호를 처음에 쏘아올릴 때 가속된 속도로는 목성까지 밖에 갈 수 없었다고 합니다. 어떻게 그 이후의 탐사 여행을 지속할 수 있었던 걸까요?

<해설>

인공위성이 추가적인 속도를 얻을 수 있었기 때문에 가능했던 일입니다. 이를 위해서 '스윙바이'라는 항법이 사용됐습니다. 스윙바이는 말 그대로 '스쳐 지나가는' 것입니다. 어떤 행성을 향해 탐사선이 날아가고 있다면 행성의 중력에 의해서 탐사선은 가속됩니다. 그리고 행성을 지나치게 되면 행성의 중력에 의해서 다시 감속하게 됩니다. 하지만 행성과 탐사선은 서로 상대적으로 운동하고 있기 때문에 궤도를 잘 조절하면 행성을 통해서 얻는 속도가 더 많아질 수 있습니다. 또한 더 높은 속도로 궤도를 변경해 원래 진행하던 방향과 다른 방향을 목표로 갈 수 있습니다. 실제로 외행성을 향한 탐사는 모두 이런 스윙바이 항법을 사용한 것으로 특히 보이저 2호의 경우에는 행성들의 배열이 좋아서 태양계의 목성형 행성들을 모두 관찰할 수 있게 된 것입니다.
/ 입력시간: 2008. 05.06. 09:43