물리

여러 크기의 알갱이를 섞은 통을 흔들면 큰 알갱이가 위로, 작은 알갱이가 아래로 가는 현상을 '브라질너트 효과'라 부른다. 콘크리트 운반차(레미콘)가 이동 중 계속 드럼을 돌리는 이유 중 하나도 이 효과 때문으로, 멈추면 차의 진동으로 시멘트·모래·자갈이 크기별로 분리된다.

영화 아바타에서 인간이 판도라 행성을 침략하는 이유는 '언옵티늄(Unobtanium)'이라 불리는 상온 초전도체를 얻기 위해서다. 이름 자체가 'un+obtain+ium', 즉 '구할 수 없는 물질'이라는 뜻으로, 실제 물리에서도 상온 초전도체는 아직 실현되지 못한 성배로 불린다.

충분히 달군 팬에 물을 뿌리면 물방울이 둥글게 뭉쳐 팬 위를 떠다닌다. 팬에 닿는 순간 증발한 증기가 물방울을 감싸 직접 닿지 않게 하는 '라이덴프로스트 효과' 때문이다. 같은 원리로 영하 196도의 액체질소를 맨손에 잠깐 부어도 피부가 멀쩡할 수 있다.

녹인 유리를 찬물에 떨어뜨리면 눈물방울 모양의 '루퍼트 왕자의 눈물'이 생긴다. 머리 부분은 총알도 튕겨낼 만큼 단단하지만, 가느다란 꼬리를 톡 자르면 전체가 폭발하듯 산산조각 난다. 급냉된 표면이 내부를 강하게 압축하고 있어 한 곳이 깨지면 균형이 무너지기 때문이다.

비행기가 방향을 바꿀 때는 자동차처럼 좌우로 방향을 틀지 않는다. 공중에는 마찰이 없어 그렇게 하면 드리프트처럼 미끄러지기 때문이다. 대신 몸체를 옆으로 기울여 양력의 방향을 바꾸고, 수평으로 생긴 힘이 구심력이 되어 선회한다.

1927년 호주의 물리학자 토마스 파넬은 고체처럼 보이는 피치(타르)가 액체임을 증명하기 위해 깔때기에서 한 방울이 떨어지길 기다리는 실험을 시작하였다. 첫 방울이 떨어지기까지 8년이 걸렸고, 이후 약 8~13년 간격으로 떨어졌지만 세 명의 관리자 중 누구도 떨어지는 순간을 목격하지 못하였다. 이 실험은 현재도 진행 중이다.

빨대로 물을 빨아올릴 수 있는 한계는 약 10m다. 그런데 100m가 넘는 나무는 어떻게 뿌리에서 꼭대기까지 물을 보낼까? 비밀은 증산 작용이다. 잎에서 수증기가 빠져나가면 물 분자끼리 당기는 힘이 체인처럼 연쇄적으로 작용해 물을 끌어올린다. 나무는 마신 물의 95%를 이 과정에 쓴다.

기차의 왼쪽과 오른쪽 바퀴는 하나의 축에 고정되어 회전 수가 항상 같다. 그런데도 좌/우회전이 가능한 이유는 바퀴가 원뿔 형태라 안쪽과 바깥쪽의 지름이 다르기 때문이다. 커브에서 원심력으로 한쪽으로 쏠리면 양쪽 바퀴의 접촉 지름이 달라져 자연스럽게 회전한다.

1818년, 시메옹 드니 푸아송은 빛이 파동이라면 원형 장애물의 그림자 한가운데에 밝은 점이 생겨야 한다며 반박 실험을 고안했다. 하지만 아라고가 실험을 해보자 정말로 밝은 점이 나타나, 빛의 파동성을 입증하는 증거가 되었다.

뜨거운 물이 차가운 물보다 빨리 어는 현상을 음펨바 효과라 한다. 아리스토텔레스도 언급했을 만큼 오래전부터 알려졌지만, 아직 그 원인이 명확히 밝혀지지 않았다. 이 이름은 탄자니아 학생 에라스토 음펨바의 질문을 물리학자 데니스 오스본이 진지하게 받아들여 함께 연구한 데서 붙었다.