물에만 들어가면 자꾸 가라앉는 사람을 맥주병이라 한다. 하지만 사실 사람의 몸은 튜브가 없어도 물에 둥둥 뜬다. 거대한 화물선, 유조선이 바다 위를 떠다니는 것처럼 말이다.
이처럼 물체가 물에 뜨는 것은 부력이란 힘으로 가능하다. 튜브가 없이 사람을 물에 띄우고 몇천톤의 배를 물 위에 띄우는 부력, 어떤 원리일까.
▶ 무거운 배가 물에 뜨는 이유
물보다 가벼워야 물에 뜰 수 있다면, 쇳덩어리로 만들어진 무거운 배는 당연히 물에 뜰 수 없다. 하지만 드넓은 바다엔 배들이 수백, 수천척 돌아다니고 있다. 바로 배에는 위쪽으로 작용하는 부력이 배의 무게를 지탱하고 있기 때문이다.
게다가 배의 모양은 물을 밀어내는 모양으로 위·아래 압력차이가 벌어져 부력 또한 커진다. 실례로 정육면체 쇳덩어리를 물에 넣으면 그대로 가라앉지만 같은 양의 쇳덩어리를 움푹 팬 배 모양으로 만들면 물에 뜨게 된다.
▶ 물장구를 치지 않아도 사람이 물에 뜨는 이유
수영을 못하는 사람을 보고 물에 꼬르륵 가라앉는 맥주병에 비유한다. 하지만 아무리 맥주병이더라도 사실 사람은 가만히 있으면 물에 뜬다. 이 원리도 바로 부력 때문. 물이 사람을 위로 밀어내는 힘 때문에 사람은 물 위에 떠오를 수 있다.
단, 사람은 근육, 지방, 골격의 구성비, 폐의 용적이 다르므로 사람에 따라 부력은 다르게 작용한다.
▶ 사과가 물에 동동 뜨는 이유
복숭아나 사과 같은 과일을 씻으려고 물에 담그면 과일은 물에 동동 뜬다. 이 역시 부력 때문이다. 복숭아와 사과는 껍질 안으로 물이 침투할 수 없고 젖지 않기 때문에 물에 가라앉지 않는다.
고무공 역시 표면에 물이 붇지 않고 젖지 않는 것은 마찬가지. 하지만 토마토는 과일 안에 물이 들어있어 물보다 밀도가 높기 때문에 물에 넣으면 가라앉는다.
이처럼 부력은 물이 물체 안으로 들어갈 수 없어야 한다. 또 물건의 무게가 물의 무게보다 무거우면 물에 뜰 수 없다. 물건의 무게가 물보다 더 가벼워야 부력을 받아 물에 뜨게 되는 것이다.
잔잔하고 평화로운 듯한 수면과는 달리, 물속에서는 서로 밀당 하는 부력이 작용하고 있다는 사실! 바로 자연의 신비로운 힘이다.
글·사진 제공 : 맛있는 水多~ K-water (http://www.blogkwater.or.kr/)
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