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지하철도 세우는 괴력의 거미줄이 있다?!


영화 <;스파이더맨 2>;를 보면 스파이더맨이 위험에 빠진 시민들을 구하기 위해 거미줄로 지하철을 세우는 장면이 등장한다. 그런데 최근, 실제로 이것이 가능하다는 연구 결과가 나왔다.

영국 레스터대 물리과 대학원생인 제임스 포스터와 알렉스 스톤은 거미 가운데 가장 크고 강력한 거미줄을 치는 것으로 알려진 ‘다윈의 나무껍질거미’의 거미줄을 이용해 달리는 지하철을 멈출 수 있는지 수학적으로 계산했다. 괴물 거미로 잘 알려진 다윈의 나무껍질거미는 24m에 달하는 거미줄을 치는데, 그 강도가 합성 섬유인 케블러보다 무려 10배나 높았다. 케블러는 강도가 강철보다 5배나 세다.

연구팀은 전속력으로 달리는 지하철을 멈추는 데 필요한 힘을 계산하기 위해, 뉴욕시 지하철 차량과 같은 동력을 이용해 실험했다. 주어진 힘에 따라 지하철이 멈추는 데까지 걸리는 시간을 계산한 결과, 지하철 1칸을 세우려면 영률이 3.12GPa(기가파스칼)이어야 한다는 것을 알아냈다. 영률은 물체를 양쪽으로 늘렸을 때 물체가 늘어나는 정도를 수치로 나타낸 것이다.
 
그런데 실험 결과 다윈의 나무껍질거미의 거미줄 영률은 1.5GPa에서 12GPa까지인 것으로 나왔다. 즉, 이 거미줄로 달리는 뉴욕시 지하철 4칸을 세울 수 있다는 것이 밝혀진 것이다.
 

2013년 04월 수학동아 정보

  • 조가현 기자
  • 사진

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