[사이언스 토크] 부메랑과 광화문

원시 사회의 최고 발명품 중 하나인 부메랑. 신석기 시대 이후 비행의 원리가 규명되기까지 오랜 시간 동안 부메랑의 회귀비행은 경탄의 대상이었다. 부메랑 중 가장 잘 알려진 것은 호주 원주민들이 사냥도구로 사용한 활모양 또는 ‘V’자 모양의 납작한 날개를 지닌 것이다. 전투용 부메랑과는 달리 던진 이에게 되돌아오는 사냥용 부메랑은 새나 작은 짐승을 수렵하던 원시인들에겐 회수가 가능한 획기적인 도구였다.

부메랑의 날개는 비행기 날개처럼 아랫면은 편평하고 윗면은 볼록하다. 이 형태의 날개는 공기통과 시 풍속 차이를 일으키고 이로 인해 윗면과 아랫면 간의 대기압 차이가 발생한다. 즉 던져진 부메랑의 날개 아래쪽엔 높은 대기압이, 위쪽엔 낮은 대기압이 형성되고 그 차이가 부메랑을 위로 들어올려 비행을 가능케 한다.

수직으로 세워 던져진 부메랑의 위쪽 날개는 부메랑의 진행방향과 날개의 회전방향이 같아 빨리 회전하고, 아래 날개는 회전방향이 진행방향과 반대라서 느리게 회전한다. 이러한 이유로 부메랑은 나선형의 자전 궤적을 만들고 큰 원을 그리며 회귀비행을 한다. 부메랑이 되돌아오는 비밀은 바람의 저항에 있다. 위쪽날개는 빨리 회전하는 만큼 바람의 저항을 크게 받으면서 힘의 균형을 잃어 옆으로 차츰 기울어져 수형회전을 하다가 더 기울어지면 전진하던 방향을 바꾸어 다시 돌아오게 된다.

부메랑의 신기한 회귀비행은 수직으로 세워 던짐, 이질적 날개 회전속도, 공기저항 등 3가지 요소가 상호작용하면서 만들어진다. 그러나 부메랑이 작동함에 있어 가장 중요한 요건은 던져지는 진행방향이다. 부메랑은 바람을 안고 던져야 한다. 바람을 등지고 던져진 부메랑은 제대로 돌아오지 않는다. 여기에 위험성이 숨어 있다.

목표를 맞히면 비행을 멈추지만 그렇지 못해 바람을 타고 되돌아오는 부메랑에는 던질 때와 거의 같은 파괴력이 같아 제대로 받지 못하면 타격을 입는다. 지금 광화문의 함성이 목표를 향해 끊임없이 이어져야 하나 상처를 입히는 부메랑으로 돌아오게 해선 안 된다. 던질 때와 달리 되돌아오는 부메랑은 안전을 위해 두 손을 마주치며 잡는다. 이렇듯 우리 모두도 손을 맞잡아야 한다.

노태호(KEI 선임연구위원)



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