[해린이의 스터디타임] 잠수함의 역사와 원리

안녕하세요 해린이에룡!

한주의 시작과 함께하는 해린이의 스터디타임!

오늘 함께 알아볼 내용은 바로 잠수함이랍니다:-)

보이지 않는 바닷속에서 움직이는 잠수함의 역사와

잠수함이 가라앉고, 올라오는 원리에 대해서 해린이와 함께 알아봐요.

 

1. 잠수함의 역사

 

잠수함은 해수면 아래에 완전히 잠겨 잠수한 상태로

항해할 수 있는 선박이랍니다. 16세기 이래로 사람들은

잠수함을 건조하는 방법에 대한 연구를 지속적으로 하고 있었다고 합니다.

 

잠수함의 시초는 미국 독립전쟁 중 예일대학에 다니던

‘데이비드 버쉬넬’에 의하여 만들어진 ‘터틀’이라고 합니다.

당시 미국은 대영제국에 맞서 치열한 전투를 벌이고 있었는데요,

그는 영국의 많은 군함을 보고 바닷속으로 숨어 움직이는 배를

생각하게 됩니다. 버쉬넬은 연구와 시행착오 끝에 나무와 황동으로 만들어진

타원형의 술통만한 1인용 잠수함 ‘터틀호’를 만들었답니다.

그리고 1776년 9월 7일에 최초로 작전을 수행하며 영국군의 사기를

떨어뜨리는데 한몫을 했다고 합니다. :-)

 

그 이후로 다시 잠수정이 적함에게 일격을 가하기까지는

100년의 시간과 노력이 필요했다고 하는데요, 활발하게

잠수함이 활동했던 시기는 제1차 세계대전이었으며 제2차 세계대전에서는

잠수함이 전략상 반드시 필요한 병기가 되었다고 합니다.

잠수함이 본격적으로 활동하기 시작하면서 이전 해전의 모습은

완전히 뒤바뀌었다고 합니다.

2. 잠수함의 원리

 

잠수함은 어떤 원리로 바다 아래로 가라앉기도 하고

물 위로 떠있기도 할까요?

 

이 원리를 이해하기 위해선 우선 부력의 개념을 알아야 합니다!

간단하게 부력이란 수면 아래로 내려감에 따라 증가하는 물의 압력으로부터

물체가 물 위로 떠오르도록 위쪽으로 작용하는 힘이랍니다.

쉽게 말해서 중력은 아래로 가라앉게 만드는 힘이라면,
부력은 위로 떠오르게 만드는 힘이랍니다.

 

잠수함은 바로 이런 부력과 중력을 이용해 잠수하고 떠오르는데요,

배의 앞부분과 뒷부분에 있는 주부력 탱크에 바닷물을 채워서

잠수함의 중량을 조절하고 압축공기를 빼내거나 넣어주면서

부력을 조절하여 잠수와 부상을 한답니다.

 

잠수함이 잠수를 해야 할 경우 주부력 탱크에 바닷물이

채워지면서 무게가 증가하게 되고, 바닷속에서 차지하는

부피에 해당하는 부력의 크기보다 아래쪽으로 작용하는

중력이 더 커짐에 따라 잠수함이 가라앉게 됩니다.

 

반대로 수면 위로 다시 떠오를 경우에는 바닷물이 채워져 있던

주부력 탱크에 압축 공기를 불어넣어 탱크 안의 바닷물을

잠수함 밖으로 배출합니다. 그러면 중력보다 부력이 커지면서

잠수함이 물 위로 떠오르게 됩니다.

 

지금까지 해린이와 함께 잠수함의 역사와

원리에 대해서 함께 알아보았습니다.

한주의 시작 월요일! 오늘 하루 잘 마무리하고

기분 좋은 한 주 시작하시기 바랍니다. :D