[놀이공원에서 발견한 과학] 3-(1). 회전컵

(이거 회전컵이라고 부르는 것 맞죠?)

시험끝나고 오랜만에 글을 써봅니다.

시험 전에 야심차게 놀이공원에서 발견한 과학이라는 주제로 시리즈글을 써볼까 했는데

이렇게 중간에 연재가 뚝 끊겼다가 다시 쓸 줄이야....

오늘은 회전컵에서 발견한 과학을 알아보겠습니다.

회전컵에서 우리가 발견할 수 있는 과학은 물리학와 생물학입니다.

일단, 쉽고 짧은 내용을 먼저 볼까요....

아니, 사람마다 쉬운 게 다르겠구나.

저에게 쉬운, 그리고 물리학보다 훨씬 더 짧은 생물학부터 보겠습니다.

저 놀이기구를 타면 끝날때까지 계속 돌아가기만 합니다.

빙글뱅글빙글뱅글....

저는 멀미를 쉽게 느끼기 때문에 속이 메슥거릴정도로 어지러운데요,

우리 몸이 빙빙 돌때 어지러움은 왜 느끼는 걸까요?

그것은 우리 귀에서 발견할 수 있습니다.

일단 그림을 보죠.

출처: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Anatomy_of_the_Human_Ear.svg

여기서 보라색으로 보이는 곳의 윗부분,

즉 영어로 semicircular canal이라고 쓰인 부분 있죠?

거기가 반고리관입니다.

뭐, 한자로 따지면 '반'이 나눌 반(半)자니까 고리모양의 관이 반쪽이라는 의미겠죠?

이 반고리관이 인간이나 대부분의 척추동물은 세개여서 세반고리관이라고도 합니다.

어쨌든, 이 반고리관에는 감각모라는 것이 붙어있고 림프액이 차있습니다.

감각모는 몸의 다른 부위에도 많고요, 외부 자극을 받아들이는 털이고,

림프액은 간단히 말해 면역체계의 일부로 물과 림프구 등으로 구성되어있습니다.

(그런데 그 사실이 중요한 건 아니에요. 림프액이 액체라는 것이 중요하죠.)

림프액은 액체이므로 반고리관이 회전하더라도 반고리관과 따로 움직입니다.

그래서 반고리관이, 즉 본인이 회전하기 시작할 때 림프액은 정지관성을 가집니다.

그래서 상대적으로 회전방향과 반대쪽으로 돌게 되고

(상대적으로라는 말에 주의하세요.

실제로 반대로 도는 건 아닙니다.)

반고리관에 붙어있던 감각모가(반고리관과 같이 돌고 있던 감각모가) 휘어지게됩니다.

이 자극을 받은 뇌는 본인이 돌고 있다는 것을 느끼죠.

그래서 어지러움을 느끼게 됩니다.

회전중일때는 림프액이 반고리관과 함께, 그리고 덧붙이자면 감각모와 함께 돌아서

감각모가 휘어지지 않습니다.

다만 이때 시각정보가 돌고 있다는 것을 알려줘서 뇌는 본인이 돈다는 걸 알죠.

그러니 회전컵을 탈 때 반대쪽에 앉은 친구의 얼굴을 바라보거나

눈을 감으면 좀 어지러움이 덜하겠죠?

시각정보가 멈춰있다고 알려주는 착각이 되니까....

회전을 멈출 때는 림프액에 정지관성이 작용해서 자기 혼자 돌아서

감각모가 휘어져서 뇌가 본인이 돈다고 착각하게되죠.

그래서 또 어지럽고....

(아, 피겨스케이팅 선수같은 분들은 회전할 때

어지러움을 느끼지 않기 위해서 특별한 기술을 배운다네요.)

그런데 왜 반고리관은 3개일까요?

그건 바로 인간이 3차원에서 살기 때문입니다.

반고리관 하나당 x, y, z축 하나씩 담당해서

본인이 어떻게 도는지 인지하게 해 주죠.

그냥 가로로 도는지, 상하로 도는지, 대각선으로 도는지....

그래서 이 반고리관들은 각각에 대해 수직으로 되어 있습니다.

여기까지 회전컵에서 발견한 생물학에 대해 알아보았는데

너무 오랜만에 글을 쓰는 바람에 약간 이해가 힘들게 글을 썼나 모르겠네요.

물리 분야는 다음번에 쓰겠습니다.

그런데 다음번에는 너무나도 많은 내용을 써야 해서

(저도 자꾸만 헷갈리는 부분도 써야 해서)

글이 좀 나중에 올라올 수 있으니 양해바랍니다. ^^

<연재글 바로가기>

http://miretia.tistory.com/290 [놀이공원에서 발견한 과학] 1. 유령의 집(귀신의 집)

http://miretia.tistory.com/293 [놀이공원에서 발견한 과학] 2. 바이킹

http://miretia.tistory.com/297 [놀이공원에서 발견한 과학] 3-(1). 회전컵

http://miretia.tistory.com/301 [놀이공원에서 발견한 과학] 3-(2). 회전컵

http://miretia.tistory.com/305 [놀이공원에서 발견한 과학] 4. 롤러코스터