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빗속에서 비를 적게 맞으려면 뛰는 것이 좋을까? 걷는 것이 좋을까?
 Science Column
신나는 과학 칼럼
작성자 류성철
작성일 2007/01/17 (수)
ㆍ추천: 0  ㆍ조회: 4138      
빗속에서 비를 적게 맞으려면 뛰는 것이 좋을까? 걷는 것이 좋을까?
현 종 오

세상에 예측하기 어려운 것이 여자의 마음과 봄날씨다. 화창하게 개어 봄나들이를 갔는데 갑자기 내리는 봄비! 이럴땐 정말 '나를 울려주는' 봄비다. 우산도 준비못한 오후 퇴근 무렵 내리는 봄비는 정말 맞기 싫다. 지하철에서 올라와 막나서려는데 내리는 봄비는 정말 얄밉다. 이럴 때 생각나는 것이 어떻게 하면 비를 덜 맞고 집까지 잘 수 있는 방법을 알아내는 것이다.집까지 뛰어야 덜 맞을까? 걸어가는 편이 나을까?
이 문제는 어떤 물리학자가 머리를 식히려고 내 본 문제라고 한다. 여러분들도 종이와 펜을 들고 도전해 보시기 바란다. 먼저 뛰어가는게 당연히 덜맞을 것 같지만 어떻게 생각해보면 그렇지 않다. 지금 그 자리에 오는 비는 맞 않겠지만 미리 달려가서 맞지않아도 될 비를 맞게 되기 때문이다. 그럴바엔 아예 천천히 걸어가는 것이 어떨까? 그럴 것 같기도 하지만 확실하지 않다. 이럴때에는 가능한한 물음을 단순화시켜 생각해 보는 것이 좋다. 먼저 비가 똑바로 위에서 내린다면 정지해 있는 사람은 머리와 어깨에 맞을 것이다. 그러나 앞으로 &50161;아지는 비를 맞으며 뛰어갈때는 사정이 달라져 앞부분도 맞을 것이다. 그 양을 계산하려면 그 사람을 향해 떨어져 내리는 비의 방향에 대한 단면적을 계산해야 할 것이다. 이것은 비 내리는 방향에 수직으로 우산을 들었을 때 우산이 차지하는 면적과 비교하면 좋을 것이다. 이 면적을 통과하는 빗방울의 수는 이 면적에 비례할 것이다. 다음으로 고려해야 할 것은 비에 대한 사람의 상대속도이다. 비가 땅에 수직으로 내린다고 해도 달리는 사람에게는 자신의 얼굴을 향해 내리는 것으로 느끼게 된다. 이 상대속도는 방향을 가진 벡터량으로 계산할 수 있다. 즉 비가 내리는 속도의 제곱과 사람이 달리는 속도의 제곱을 더한 값의 제곱근이 된다. 다음으로 고려해야 할 것은 시간이다. 내리는 빗속에 있을 시간이 또 중요한 요소가 된다. 이 세가지 값을 곱하면 자신이 맞게될 빗방울의 수가 나온다. 좀 어려울지도 모르겠지만 차분히 앉아 계산해 보면 비가 바로 위에서나 앞에서 내린다면 빨리 뛸수록 유리하며 비가 뒷방향에서 사선으로 내릴때에는 비가 내리는 속도의 수평성분의 속도로 뛰는 것이 가장 적게 맞게된다. 이 이외에도 많은 해법이 있을 것이니 이 문제를 풀면서 과학의 묘미를 느껴보자.
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