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나무젓가락을 이용, 다리를 만들어 봅시다. 힘과 구조물의 역학관계를 생각하면서 만든 다리 위에 무거운 책을 얹어 봅시다. 생각보다 튼튼하지요?

흐르는 강줄기는 많은 것을 생각케 합니다. 우선 그윽한 낭만이나 성찰 등을 떠올릴 수 있지요. 그러나 길을 닦기 시작하면서 갈 수 있는 곳을 넓혀나갔던 우리 선조들에게 강은 무엇이었을까요? 손에 잡힐 듯하면서도 넘을 수 없는 장벽. 안타까움을 불러일으키는 장애물이 아니었을까요?

아마 그러한 장애물을 극복하려는 욕구의 구체적 표현으로 다리가 태어났을 겁니다. 그리고 우리는 다리가 징검다리에서 통나무다리를 거쳐 지금의 다리 형태로 발전돼 온 것을 쉽게 상상할 수 있습니다.

다리는 이제 우리에게만 살아 숨쉬게 만드는 핏줄과 마찬가지인 도로와 분리시켜서는 도저히 상상할 수 없습니다. 그러므로 이처럼 우리 생활과 밀접한 다리는 이용하기 편하고 놓기 쉬워야 하며 경제적일수록 좋습니다. 그 무엇보다 튼튼하고 안전해야 합니다.

지난 해의 성수대교 붕괴사건을 보면서 다리 안전문제가 얼마나 중요한가에 대해서 누구나 한번쯤은 생각해봤으리라 생각됩니다.

튼튼하고 안전한 다리를 만들기 위해서는 어떤 조건이 필요한지 알아보기 위해, 주변에서 쉽게 구할 수 있는 나무젓가락을 이용해 다리를 만들어봅시다.

준비물

나무젖가락 30개 정도, 목공용 접착본드, 순간접착제, 줄톱(줄칼), 50cm 자
 

실험방법

①다리 모양은 여러가지가 있을 수 있다. 자신이 멋진 다리 모양을 직접 설계해서 만들어보자. 단, 다리규격은 길이 40cm 이상, 높이 20cm 이상이 되게 한다. 다리 상판은 폭이 7cm가 되게 하고, 교각 수는 2개로 해본다.

②가로 20cm, 세로 15cm의 상자가 다리 밑으로 통과할 수 있도록 해보자. 이용하는 나무젓가락 수는 적을수록 좋다. 적어도 30개는 넘지 않도록 하자.
 

만들기를 위한 도움말

우리는 반달 모양 구조물을 아치형이라고 합니다. 이런 반달 모양의 아치형은 힘을 한 점에 집중시키지 않고 분산시키기 때문에 역학적으로 가장 견고합니다. 같은 부위를 연속으로 세번 맞는 것보다 다른 세 부위를 한번씩 맞는 것이 덜 아픈 것과 비슷한 이치라고나 할까요.

그러나 부러지기 쉬운 나무젓가락을 아치형으로 둥글게 휠 수는 없겠지요. 또 다른 안정된 구조를 찾아봅시다.

예를 들어 버스 안에서 가죽끈 하나에 연결된 손잡이에 의지하는 경우에는 급정차시에 앞쪽으로 몸이 쏠리게 되는데, 이것은 구조가 불안정하기 때문입니다. 그러나 가죽끈 두개를 모아서 한손에 쥐게 되면 급정차시에도 쏠리지 않고 몸을 지탱할 수 있습니다.

이와 같이 재료를 세개 연결하여 만들어진 삼각형 구조는 매우 안정합니다. 이를 기본 삼각형 트러스라 합니다(그림). 실제로 만들어보니 시간도 꽤 걸리고 쉽지 않다는 걸 알았을 겁니다.
 

다리 구조는 크게 덮개인 상판과 다리를 세로로 지탱해주는 교각으로 나눌 수 있습니다. 튼튼한 정도를 결정하는 기본 요소는 상판과 교각 둘 다 얼마나 접착이 잘 되었느냐, 교각의 균형을 잘 맞추었느냐 하는 점입니다.

다리상판의 길이에 비례해서 교각 수가 많을수록 하중을 잘 견디는데, 실제로 다리를 놓을 때도 교각 수가 많을 수록 좋을까요?

다 만든 다리의 튼튼한 정도를 시험해보고 싶지요? 벽돌이나 무거운 책 같은 것을 점점 많이 올려놓아 보는 것도 한 방법일 겁니다. 여러분이 만든 다리는 과연 몇 권의 책을 견뎌낼 수 있을까요?