건축물을 통해 과학과 수학에 흥미를 : 책 예고편 : '왜, 건물은 지진에 무너지지 않을까'

 

 책 소개합니다.

 '왜, 건물은 지진에 무너지지 않을까'(마리오 살바도리 지음, 송민경 옮김, 다른, 2009)

 

건축물을 통해 과학과 수학에 흥미를

 

 20세기 가장 저명한 건축공학자 중의 한 명인 저자는 서문에서 이 책에 대해서 이렇게 밝힙니다.

"수년간 프린스턴 대학과 컬럼비아 대학에서 건축의 구조를 가르치다가 1975년에 어린 학생들이 수학과 과학에 더 많은 관심을 가질 수 있도록 특별 프로그램을 만들었다. 중·고등학교 수천 명이 이 프로그램에 참여했고, 많은 학생들이 건축과 구조를 공부하면서 이전에는 꺼리던 학과목에 매력을 느끼게 되었다. ······ 이 책은 초·중등학교 학생들에게 우리 프로그램을 소개하려고 사용했던 교재 중 하나이다."
(『왜, 건물은 지진에 무너지지 않을까』, 마리오 살바도리 지음, 송민경 옮김, 다른, 2009, 4~5쪽)

 

 떠돌이 생활하던 원시 인류가 짓던 텐트에서 이야기가 시작됩니다. 그리고 이야기에서 그치지 않고 '소형 모형 텐트 만들기'를 통해 직접 만들어 볼 것을 권합니다. 그런 다음 '인장'과 '압축'을 주제로 끌어냅니다. 건축 구조물에 인장과 압축이 어떻게 작용하고 그래서 어떻게 구조물의 재료가 선택되고 만들어져야 하는지 설명합니다. 건물이 지진에 대처하는 법, 현수교와 아치, 돔 등에까지 이야기가 이어집니다. 이 과정에서 여러 가지 모형을 만들어서 할 수 있는 실험이 곁들어지고, 자연스럽게 물리나 수학에 관심을 가지게끔 설명이 이루어집니다.

 

 

 기둥의 모양에 관한 내용을 발췌해 봅니다.

"만약 폭이 15센티미터인 종이 띠로 속이 빈 기둥을 만든다면 가장 튼튼한 기둥은 어떤 모양일까? 기둥의 재료가 축으로부터 멀리 떨어져 있어야 하므로 단면이 원 모양인 기둥이 가장 튼튼하다는 것을 알 수 있다. 정사각형 기둥은 원형 기둥과 표면적이 같고 사각 모서리들이 중심축에서 가장 멀리 있다고 해도, 전체를 보면 원형 기둥보다는 기둥의 재료가 기둥 축과 가까이에 있다(그림6). 원형 기둥과 정사각형 기둥이 외부 면적과 두께가 모두 같다면 압축을 받을 때 원형 기둥이 약 20퍼센트 정도 더 튼튼하다. 즉 원형 기둥은 정사각형 기둥보다 20퍼센트 정도 더 얇고 가볍게 만들어도 정사각형 기둥만큼 튼튼하다는 뜻이다. 그러나 아쉽게도 원형 기둥은 보와 연결하기가 쉽지 않아 자주 쓰이지는 않는다."
(앞의 책, 52쪽)

이런 내용들이 그림과 함께 설명되어 있습니다.

 

 경주 불국사에 사용된 그랭이 법이 지진에 대비한 것일 수도 있다는 얘기를 어디에서 들은 것 같습니다. 요즘 건물들은 지진에 어떻게 대비하고 있을까요? 혹시 '동조질량감쇠기(TMD)'라고 들어보셨나요? 궁금하신 분들은 이 책 한번 읽어 보시기 바랍니다.

 

 아이와 함께 이 책을 읽고, 길을 가다 만나는 멋진 건축물을 보고 책 내용을 떠올려 보면 어떨까요? 자연스럽게 과학과 수학에 관심을 갖게 될 것 같다는 생각이 듭니다.