더위를 피하는 데 물놀이만한 게 또 있을까. 특히 수영장과 다양한 어트랙션(놀이기구)을 동시에 즐길 수 있는 워터파크는 전 세계인들이 사랑하는 여름 휴가지다. 보는 것만으로도 눈이 시원해지는 개성만점 워터파크를 ‘과학 덕후’ 관점에서 추천한다.

1. 스페인┃입 벌린 상어 탱크 속으로 ‘쏙’ 시암 파크의 ‘타워 오브 파워’

스페인 테네리페 섬에 있는 시암 파크에는 상어 수족관을 관통하는 워터슬라이드 ‘타워 오브 파워’가 있다. 워터슬라이드로 한 번 쫄깃해진 심장이 수족관 속에서 한 번 더 쫄깃해지는 이색 경험을 할 수 있다.

이때 상어로부터 공격당할 걱정은 하지 않아도 된다. 물이 들어오지 않는 투명한 유리관 속으로 이동하기 때문이다. 게다가 시암 파크에서 활동하는 상어들은 샌드타이거상어, 기타상어, 너스상어 등으로 몸집은 작지 않지만 식인 상어와는 거리가 먼 종들이다. 전 세계적으로 상어는 400여 종이 있는데 그중 사람을 공격하는 종은 백상아리, 청상아리, 뱀상어 등 10종에 불과하다. 상어가 입을 벌린 채 헤엄치는 이유는 우리를 먹기 위해서가 아니라 숨을 쉬기 위해서다.

2. 브라질┃건물 14층 위치에너지로 ‘뚝’ 비치 파크의 ‘인사노’

브라질 동북부 해안에 위치한 비치 파크는 매년 70만 명 이상이 찾는 관광명소다. 비치 파크는 다양한 어트랙션을 운영하고 있는데, 그중에서도 건물 14층 높이에 해당하는 41m 상공에서 수직에 가까운 각도로 떨어지는 워터슬라이드 ‘인사노(Insano · 스페인어로 ‘미친’이라는 뜻)’가 가장 유명하다.

인사노는 41m 높이를 약 5초 만에 내려가도록 설계됐다. 수영장에 입수하기 직전 최고 속도는 시속 105km에 이른다. 이토록 스릴만점의 속도를 낼 수 있는 이유는 41m에서 가지고 있던 위치에너지가 운동에너지로 전환되기 때문이다. 사실 롤러코스터, 바이킹 등 대다수의 놀이기구들이 이 같은 물리학적 원리를 활용하고 있다.

워터슬라이드의 속도를 극대화하기 위해서는 마찰을 줄여야 한다. 슬라이드 표면에 계속해서 물을 흘려보내고, 출발하기 전 손과 발을 몸 중심으로 모으는 것은 안전을 위해서이기도 하지만 마찰력을 최소화하는 효과가 있다.

위치에너지의 공식(E=mgh)에 따라 높이(h)도 중요하다. 인사노는 브라질 알데이아 다스 아구아스 파크가 보유한 49.9m 높이 워터슬라이드 ‘킬리만자로’ 다음으로 전 세계에서 높다.

하지만 높을수록 안전에 더욱 신경 써야 한다. 2016년 미국에서는 10세 소년이 51.2m 높이의 워터슬라이드 ‘페어뤽트’를 타다가 트랙을 둘러싼 안전망과 충돌해 숨지는 사고가 있었다. 이후 페어뤽트는 영구 폐쇄된 상태다.

3. 오스트리아┃풍선의 탄성력으로 ‘붕’ 에어리어47의 ‘블롭점프’

에어리어47은 오스트리아 티롤 주에 흐르는 인(Inn) 강을 그대로 워터파크로 활용한 곳이다. 눈 덮인 알프스를 배경으로 래프팅, 캐니어닝(Canyoning · 계곡에서 급류를 타고 내려오는 스포츠), 짚라인, 캐논볼 등 다양한 활동을 즐길 수 있다.

특히 ‘블롭점프’는 초보자들도 쉽게 도전할 수 있어 인기가 높다. 거대한 풍선 한쪽에 사람이 앉은 뒤 다른 한 사람이 3m 높이 점프대에서 풍선 위로 뛰어내리면, 앉아 있던 사람이 공중에 ‘붕’ 떠올랐다가 강물로 떨어진다.

여기에는 탄성력과 관성이 차례로 영향을 미친다. 점프대에서 뛰어내린 사람의 위치에너지가 풍선의 모양을 변형하면 원래의 모양으로 돌아가려는 힘인 탄성력이 생긴다. 이것이 앉아있던 사람을 밀어낸다.

그 다음은 관성이 작용한다. 관성은 움직이던 물체가 계속 움직이려고 하는 성질이다. 따라서 한 번 튕겨나간 사람은 풍선에서 엉덩이가 떨어진 뒤에도 한참동안 날아간다. 얼마만큼의 힘으로, 어떤 방향으로 밀렸는가에 따라 날아가는 포물선의 모양이 달라진다.

국제 대회에서 지금까지 가장 높이 올라간 사람의 기록은 19m다. ‘빅재미’를 위해 몸무게가 무거운 친구의 도움을 받을 수 있겠지만, 역학적 에너지 보존 법칙에 따라 입수할 때의 충격은 그만큼 크다는 점을 명심하자.

4. 미국 ┃깔때기 곡면을 따라 ‘으아아~’ 그레이트 울프 롯지의 ‘하울링 토네이도’

미국 콜로라도주에 있는 워터파크 체인 ‘그레이트 울프 롯지’의 명물은 건물 6층 높이의 거대한 깔때기 모양 슬라이드 ‘하울링 토네이도’다. 4인승 튜브에 타고 깔때기 모양의 곡면을 따라 낙하하다보면 ‘으아아~’ 하울링이 절로 나온다.

깔때기 모양 슬라이드는 국내에서도 인기다. 오션월드의 ‘더블 토네이도’, 캐리비안베이의 ‘메가스톰’, 롯데워터파크의 ‘토네이도슬라이드’ 등에도 적용돼 있다.

깔때기 모양 슬라이드에 비스듬하게 투입된 튜브는 좌우로 지그재그를 그리며 내려간다. 이는 진자 운동과 유사하다. 진자 운동 중인 물체는 양끝으로 갈수록 속도가 느리고, 가운데로 갈수록 속도가 빠르다. 마찬가지로 튜브에 탄 사람은 슬라이드를 내려오면서 튜브의 속도가 빨라졌다 느려졌다 하는 스릴을 느낄 수 있다.

진자 운동을 하는 물체는 마찰력에 의해 에너지를 조금씩 잃는다. 따라서 깔때기 슬라이드에서도 튜브와 슬라이드의 마찰을 최소화해야 튜브가 좌우로 더 크게 움직일 수 있다. 이를 위해 슬라이드 표면에 끊임없이 물을 흘려보낸다.