춘천교육지원청 영재교육원 과학 - 10주차 (우리 문화재에 숨겨진 비밀을 찾아서)

춘천교육지원청 영재교육원 - 과학

성림초등학교 고준

 

 

 

 

 

 

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★ 수원화성 축성에 사용된 과학도구

★ 유형거에서 지렛대의 원리 이해 

★ 거중기를 통해 움직·고전도르래의 원리 이해

★ 유형거의 저울의 원리와 거중기의 도르레의 원리 검증

★ 문화재에 숨겨진 조상의 슬기를 통해 문화재를 사랑하는 마음 갖기

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거중기

화성을 지을 때 사용했던 정약용의 발명품

풀이

조선의 실학자 정약용이 도르래와 물레의 원리를 이용해 만든 건설 기구인 거중기① 여러 개의 도르래에 밧줄을 걸어 당기면 물체를 쉽게 들어 올릴 수 있다. 도르래가 물체의 무게를 분산시켜 주기 때문에 무거운 물체를 적은 힘으로 들어 올릴 수 있게 된다.
② 실을 뽑는 도구인 물레처럼 밧줄을 감아 돌릴 수 있도록 만든 장치. 밧줄을 손쉽게 당길 수 있을 뿐 아니라 고정시키는 것도 가능하다.

조선의 제22대 임금인 정조는 비극적으로 죽임을 당한 아버지 장헌 세자(사도 세자)의 무덤을 지금의 경기도 화성시에 있는 융릉으로 옮기고 수원 도읍을 이전해 읍성인 화성을 짓도록 했다. 이때 건축 설계를 맡은 실학자 정약용이 중국에서 들여온 《기기도설》이라는 책을 참고해 만든 건설 기계가 바로 거중기이다. 화성 공사에는 정약용의 설계에 따라 왕실에서 직접 제작한 거중기가 사용되었다.

정약용은 적은 힘으로 무거운 물체를 들어 올리는 도르래의 원리를 이용해 거중기를 만들었다. 화성 건축 과정을 꼼꼼히 기록한 책인 《화성성역의궤》에는 완전히 조립된 거중기의 전체 그림과 각 부분을 분해한 그림이 실려 있다. 이 그림에 따르면 거중기는 다음과 같은 원리로 작동하게 된다.

먼저 평평한 땅에 기계를 놓고 맨 위쪽에 4개, 그리고 아래쪽에 4개의 도르래를 연결한다. 그런 다음 아래쪽 도르래에 들어 올릴 물체를 달아매고 도르래의 양쪽을 잡아당길 수 있는 밧줄을 연결한다. 이 밧줄을 편하게 잡아당기기 위해 설치한 물레를 천천히 감아 돌리면, 도르래에 연결된 끈을 통해 물체가 위로 들어 올려진다.

심화

조선 시대 지배층의 중심 사상이었던 성리학은 사회 문제나 생활과 직접 관련이 있는 학문 연구와 기술 개발에는 관심이 적었다. 이에 실학자들은 현실 생활에 적용할 수 있는 학문과 기술을 연구했다. 정약용이 만든 거중기는 40근의 힘을 가하면 625배나 되는 2만 5000근의 돌을 들어 올릴 수 있을 정도로 성능이 뛰어났다. 그래서 공사에 참여한 백성들의 어려움을 덜어 주고 공사 기간을 단축하는 데에도 큰 도움이 되었다.

[네이버 지식백과] 거중기 - 화성을 지을 때 사용했던 정약용의 발명품 (한국사 사전 1 - 유물과 유적·법과 제도, 2015. 2. 10., 김한종, 이성호, 문여경, 송인영, 이희근, 최혜경, 박승범)

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