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코리올리의 힘: 남반구에서는 변기에 물이 빠지는 방향이 반대로 돌아갈까? 본문

물리·과학 이야기

코리올리의 힘: 남반구에서는 변기에 물이 빠지는 방향이 반대로 돌아갈까?

과꾸로 (gguro) 2015.09.03 16:37



(그림출처: http://blog.daum.net/senselet/19)



"정말 변기 물이 반대방향으로 빠지니?"


호주에 오고 나서 지인들로부터 간혹 들었던 질문이다.


과연 그럴까?


그런데, 이 질문을 다시 한 번 생각해보자. 그럼 과연 북반구에 살면서는 물이 어느 방향으로 돌면서 빠지는지 실험해본 적이 있는가?


적어도 내 기억에, 나는 진지하게 실험해본 적은 없다. 말은 여러 번 들었지만 직접 해본 적은 없다. 한국 어떤 방송에서 적도에 걸친 나라인 에콰도르에 가서 실험하는 장면을 보여줬던 기억은 난다.


전향력이라고도 부르는 코리올리의 힘. 과연 그 힘에 의해 물이 빠지는 방향이 바뀔까.




1.


3달 쯤 전에 짹짹이에서 일련의 사건이 있었다. 필자의 트위터에 리트윗 된 글이 있었는데, 에콰도르 관광지에서 물이 빠지는 방향에 대한 실험을 찍은 영상이었다. 그 글에 답글을 달면서 일이 시작되었다.



이것이 내가 짹짹이에 달았던 답글이었다. 



원글을 쓰신 짹짹이 @chiw00k 분이 원글을 삭제하셨기 때문에 답글만 옮겨 두었다. 위 답글의 내용은, 위키피디아에 따르면 집 화장실에서 물 내려가는 방향은 코리올리 효과랑 관계 없다는 뜻.




2.


그럼 에콰도르에서 있었던 실험은 어떻게 된 건가?


유튜브에 다음과 같은 동영상이 있다. 에콰도르에서 물이 빠지는 실험을 찍은 것이다. 적도보다 북쪽에서 한 번 하고, 적도보다 남쪽에서 한 번 한다. 과연 결과는?




결과는 놀랍게도 북쪽에서 할 때와 남쪽에서 할 때 물 내려가는 방향이 다르다. 과연 코리올리의 힘이 작용한 것일까.






3. 


세상에는 참 친절한 사람들, 특히 친절한 과학자들이 많다. SciShow 과학쇼라는 유튜브 채널에서 친절하게 설명을 해 두었다. 




위 영상을 보면서 영어를 다 못 알아들어도 상관 없다. 한 마디만 기억하면 된다.


"WEATHER not TOILETS"


코리올리 효과는 날씨 정도의 큰 규모의 유체의 움직임에는 영향을 주지만, 화장실처럼 작은 규모에서는 그 힘이 너무 작아서 관찰할 수 없다는 뜻이다.


"변기가 아니라 날씨라고!" 


라는 정도로 기억해두자.





4.


이쯤 되었으면 받아들일만도 한데 사람들의 질문은 끊이지 않는다. 정말 변기 물 내려가는 건 상관 없는 걸까.


그래서


이 문제를 진짜 실험으로 보여준 사람들이 있다.


Smarter Every Day 날마다 더똑똑 유튜브 채널을 운영하는 북반구에 사는 사람과 진리의 원소라는 Veritasium 진리소를 운영하는 남반구에 사는 사람이 만나서 실제로 이 실험을 했다. 진리소를 운영하는 사람이 좀 더 적극적으로 이 일을 실행한 듯 하다. 그 실험을 보려면 여기에 가면 된다. http://www.smartereveryday.com/toiletswirl/


두 유튜브 동영상을 동기화 시켜서 보도록 설정되어 있어서 남반구와 북반구에서 각각 어떻게 되는지를 동시에 볼 수 있도록 되어 있다. 동기화시켜셔 보실 분은 위 주소를 찾아가시길 바라며, 여기 물리학자 블로그에서는 따로따로 퍼오도록 하겠다.



먼저 남반구





그리고 북반구





결과는?


이 두 사람은, 자신들의 호기심을 참지 못하고 이걸 실제로 실험을 하기에 이른다.


가) 실험을 위해 1.5미터짜리 어린이용 수영장을 준비한다.

나) 그리고 한 가운데 구멍을 뚫는다.

다) 물을 채운뒤 하루 동안 기다려 물이 완전히 잔잔해지도록 기다린다. 

라) 마개를 빼는 대신에 구멍에 연결된 밸브를 연다. 마개를 위에서 빼면 혹시 의도하지 않은 초기조건을 줄 수도 있기 때문이다.

마) 색소를 뿌려 물의 흐름을 관찰할 수 있도록 한다.


어떤가.


일단 결과를 논하기 전에, 그 과정만 봐도 이들이 얼마나 주의해서 실험을 준비하고 실행했는지에 감탄하지 않을 수 없다. 


결론은,


코리올리의 힘이 관찰된다는 것이다. 매우 정교하게 준비를 하면, 아주 약한 코리올리의 힘이지만 가정집 차고 정도의 공간에서 물이 빠지는 방향을 관찰할 수는 있다는 것이다. 


여전히 화장실 변기나 부엌의 싱크대는 코리올리의 힘과는 상관 없다. 이들의 실험이 보여주는 건, 그 정도의 어설픈 실험으로는 제대로 관찰할 수 없을 만큼 작은 힘이며, 날마다 더똑똑과 진리소의 운영자 정도로 정교하게 실험을 구성해야 겨우 관찰할 수 있을 뿐이라는 것이다.




5.


위에 짹짹이에 올렸던 분이 글을 지운 이유는 본인이 올린 동영상이 오해를 살 수 있기 때문이었다. 다음과 같은 트윗을 남겨주었다.



사실 내가 그분의 트윗에 답글을 달았던 이유는 이 분이 그냥 일반인이 아니라 대학교에서 연구하시는 과학자이기 때문이었다. 과학자인 분이 사실 확인을 명확히 하지 않고 영상을 올린 것에 조금 실망했던 것이 내 솔직한 심정이었다.


그런데 이 분의 반응은 내 실망한 마음을 충분히 보상했을 뿐 아니라 좋은 과학자의 자세를 보여주었다. 오해를 살 수 있는 글을 지우는 것은 물론, 충분히 트위터에서 해명을 했고, 게다가 본인이 직접 집에서 실험을 하셨다.



위 트윗에 써 있는 대로 집에 있는 싱크에서 직접 실험을 하셔서 소용돌이가 안 생기는 것을 직접 확인하셨다. 잘못된 것이 발견되었을 때 잠을 편히 이룰 수 없을 정도가 되어서 하루도 지나지 않은 시간 동안에 집에서 직접 실험을 하고 동영상을 찍은 것이다.





전향력, 코리올리의 힘. 남반구, 북반구의 변기. 


이 일련의 사건은, 사실관계를 직접 확인하지 않고는 못 견디는 좋은 과학자들이 곳곳에 있다는 것을 알게 된 즐거운 경험이었다.




2015년 9월 3일



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