재미있는 과학

"환풍구가 무너지는 사고로 사망자가 발생했습니다."

최근 우리 사회에 안타까운 사고가 자주 일어나요. 각종 사회 시설을 더 안전하고 튼튼하게 만들도록 관련 법규를 재정비하고, 철저히 단속해야 한다는 목소리도 높습니다. 하지만 아무리 이런 것을 강화하더라도 사고를 완전히 막을 수는 없어요. 무엇보다 우리의 안전 의식이 부족하면, 연필이나 종이도 때로는 큰 사고를 일으킬 수 있다는 사실을 명심해야 해요.

어린이가 안전하다고 느끼는 놀이터에서도 많은 사고가 일어나요. 이런 사고는 올바른 놀이 기구 사용법을 지키지 않아서 발생하는 경우가 대부분이지요. 놀이 기구는 사용자의 몸무게, 키, 활동성 등에 맞추어 최대한 안전하게 제작되거든요. 예를 들어 미끄럼틀은 한 사람이 탈 정도의 폭으로 되어 있는데, 두 사람이 나란히 타고 내려오면 서로 충돌하여 바깥쪽으로 떨어질 수 있어요. 또한 앉아서 타도록 설계된 그네도 서서 타는 어린이가 많아요. 그런데 그네를 서서 타면 무게중심이 높아져 떨어졌을 때 크게 다칠 위험이 있어요.

엘리베이터를 탈 때 '뛰거나 문에 기대지 마라'는 경고 문구를 보았을 거예요. 엘리베이터의 구조를 살펴보면, 엘리베이터가 움직이는 길의 맨 위에는 고정도르래가 있어요. 이 고정도르래에 두꺼운 쇠줄이 연결되어 있는데, 쇠줄의 한쪽 끝에는 사람·화물이 타는 승강기가, 다른 쪽 끝에는 승강기의 무게와 거의 같은 평형추가 달렸지요. 이 평형추 덕분에 승강기 쪽의 무게와 균형을 맞추어 더 적은 힘으로도 승강기를 오르내리게 할 수 있어요. 또한 쇠줄의 장력은 최대 정원 무게의 약 2배 이상으로 설계된다고 해요. 모든 엘리베이터는 탑승자들의 무게를 감지하여 적정 무게를 벗어나면 작동하지 않도록 안전장치가 되어 있어요. 하지만 탑승자가 엘리베이터 안에서 뛰면 상황이 달라져요. 체중계 위에서 몸무게를 잴 때 가만히 서 있지 않고 움직이면 저울 눈금이 왔다 갔다 하지요? 사람이 뛰어오르거나 착지하는 순간에는 바닥에 체중의 몇 배에 해당하는 힘이 가해져요. 그래서 엘리베이터 안에서 뛰면 순간적으로 엘리베이터 바닥에 우리 체중보다 훨씬 큰 무게가 가해져 승강기를 매단 쇠줄에 무리를 줄 수 있지요. 집에서 실을 가지고 실험해 보세요. 실을 천천히 잡아당기면 잘 끊어지지 않지만, 갑자기 힘을 주어 잡아당기면 툭 끊어지는 것과 같은 원리랍니다.

에스컬레이터를 탈 때는 반드시 손잡이를 잡아야 해요. 에스컬레이터는 여러 사람이 줄지어 이용하기 때문에 위쪽에서 한 사람이 넘어지면 마치 도미노 현상처럼 뒤에 있던 사람들까지 연쇄적으로 넘어지게 돼요. 사람이 길게 늘어선 만큼 충격도 커서 큰 사고로 이어질 수 있습니다. 에스컬레이터는 삼각형 모양의 계단 하나하나가 서로 고리처럼 연결되어 끊임없이 회전하는 구조예요. 그러다 보니 가장 위쪽에서는 계단이 일렬로 늘어서며 안쪽으로 들어가는데, 그 속으로 신발이나 옷, 머리카락 등이 끼면 큰 사고가 발생하지요. 특히 요즘 유행하는 고무 신발을 신었을 때는 더욱 조심해야 해요. 고무는 마찰력이 무척 큰 소재거든요. 마찰력이란 물체가 다른 물체에 접촉하면서 운동할 때, 그 접촉면에 생기는 운동을 방해하는 힘을 말해요. 즉 마찰력이 큰 물체는 잘 미끄러지지 않지요. 그래서 고무 신발은 에스컬레이터 바닥이나 벽에 닿았을 때 잘 미끄러지지 않고, 계단 안으로 빨려 들어가기 쉬워요. 또한 소재가 부드러워서 동일한 무게를 주더라도 쉽게 우그러들어 작은 틈새만 있어도 금세 빨려 들어갑니다.

어린이 사망 사고 원인 1위는 교통사고예요. 그런데 어린이 교통사고의 70% 이상이 보행 중에 일어난 사고이며, 사고 원인 대부분은 '무단 횡단'이라고 해요. 이것만 보더라도 안전 의식이 얼마나 중요한지 알 수 있지요. 교통사고를 예방하려면 우선 신호를 잘 지켜야 해요. 자동차는 운전자가 직접 볼 수 없는 옆과 뒤를 거울을 통해 볼 수 있도록 설계되었지만, 이 거울로도 볼 수 없는 사각지대가 있어요. 자동차 속도가 빨라질수록 운전자의 시야는 점점 좁아지고요. 그래서 주행 중에 무단 횡단하는 사람을 발견하지 못하는 경우가 많아요. 따라서 절대로 무단 횡단을 해서는 안 돼요. 횡단보도에서 신호에 맞추어 건널 때도 주의가 필요해요. 횡단보도의 신호등이 보행 신호로 바뀌었더라도, 좌우를 먼저 살피고 건너는 습관을 가져야 해요. 횡단보도에서는 절대로 뛰지 말고, 안전선을 벗어나지 않도록 조심하고요.

교통사고는 초보 운전자보다 운전에 익숙한 운전자에게 더 많이 발생한다고 해요. 초보 운전자는 주의를 기울여 운전하지만, 어느 정도 운전이 익숙해지면 방심하는 탓에 사고가 나는 것이지요. 우리도 늘 접하는 환경이라고 해서 방심한 채 안전을 소홀히 한 건 아닌지 다시 한 번 생각해 봐요.


[관련 교과] 4학년 1학기 '무게 재기' 6학년 2학기 '에너지와 도구'


[함께 생각해봐요]

자전거, 인라인스케이트, 스케이트보드 등을 탈 때 헬멧, 무릎·손목·팔꿈치 보호대 등을 반드시 착용해야 하는 이유는 무엇일까요?

해설: 사람은 넘어질 때 본능적으로 땅에 손을 짚어서 손목 인대를 다치곤 해요. 또한 무릎, 팔꿈치 등 튀어나온 부분이 가장 먼저 다치지요. 뒤로 넘어지는 경우에는 후두부가 바닥에 직접 부딪혀 뇌가 손상될 위험이 커요. 실제로 손목 보호대는 87%, 팔꿈치 보호대는 82%, 무릎 보호대는 32% 정도의 손상 방지 효과가 있다고 해요. 온몸에 아무런 이상이 없어도 뇌가 손상되면 사망하거나 신체 마비가 올 수 있는데, 헬멧은 그런 위험을 상당 부분 막아주지요.