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::: 발명컬럼 :::


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Name   요나단
Subject   원리를 이용한 발명 (97년 6월-삼성중공업 사보)
영화를 보면 엘리베이터로 인해 생기는 사건들이 많다. 엘리베이터의 줄이 끊어져 사람이 죽기도 하고 엘리베이터가 정지하는 바람에 그 속에 갇히기도 한다. 바닥을 밟고 있지만 사실은 그 아래가 허공이기 때문에 많은 사람들이 고소공포증과 함께 밀폐공포증을 느낀다. 그러나 영화에서처럼 엘리베이터의 줄이 끊어져 사람이 죽는 일이 일어나지 않는다고 한다. 줄이 끊어져도 엘리베이터가 아래로 떨어지지 않도록, 유압이나 스프링을 이용한 걸쇠들이 순간적으로 엘리베이터의 레일에 고정되는 각종 안전장치가 6~8중으로 되어있으며 그래도 떨어질 경우 공기압을 이용하여 천천히 아래로 내려오도록 되어있다고 한다. 이렇게 거대한 힘을 쓰는 엘리베이터는 어떤 굉장한 원리로 만들어질까?
기원전 236년 아르키메데스는 도르래에 줄을 매달아 사람을 올리는 원시적인 엘리베이터를 만들었다. 그 뒤로 계속 발전을 거듭하였으나 동력을 이용한 엘리베이터는 증기기관의 발명과 함께 산업혁명이 일어난 영국에서 1835년에 최초로 선을 보였다. 이 때에는 줄이 그 하중을 이기지 못해 끊어지는 경우가 많아 화물에만 사용하였다고 한다.

흔히 생각하기를 엘리베이터는 로프로 감아올려져 있는 것이 아닌가 하고 생각을 하지만 우리의 아파트나 직장에 설치된 것들은 모두 「평형추」의 원리를 이용한 것이다. 평형추는 중심점을 기준으로 양쪽의 무게가 같을 경우, 약간의 힘만 주면 한쪽이 올라가거나 내려가게 되어있다. 우리가 잘 알고 있는 ‘시소’놀이기구를 생각하면 된다.

엘리베이터를 들어올리려면 엘리베이터가 떨어지지 않게 잡고 있는 힘과 위로 들어올리는 힘 모두가 필요하지만, 엘리베이터와 같은 무게의 평형추를 고정도르래를 통하여 반대쪽에 매달아 두면 엘리베이터는 평형을 유지하여 허공에 매달리게 된다. 그리고 사람을 태워 들어올리려면 사람의 무게만큼만 힘을 아래로 더해주면 엘리베이터는 위로 올라가게 되는 것이다. 이 이론을 적용하여 발명특허를 받은 사람은 미국인 엘리샤 오티스이다. 1853년에 개발하였고 이때 스프링을 이용한 안전장치를 함께 개발하였다. 그 이전에도 평형추의 원리를 이용한 엘리베이터는 선을 보였지만 아주 원시적인 수준을 벗어나지 못하고 있었고, 줄이 끊어질지도 모른다는 위험성을 내포하고 있었다. 발명은 성공하였지만 줄이 끊어 떨어질지도 모른다는 공포심에 발명품을 믿지 않자, 오티스는 1854년 미국의 뉴욕박람회에서 직접 자기가 엘리베이터에 타고 줄을 끊어보여 안전성을 입증해 보였다.

오늘날 세계최대의 엘리베이터 회사가 된 오티스사의 성공은 바로 간단한 평형추의 원리와 도르래의 원리에 기초를 둔 것이었다. 그 원리는 미국에 엠파이어 스테이트 빌딩을 만들었으며 인간세상에 3차원의 공간을 만들어 주었다. 그리고 오티스사의 첫 상표였던 「엘리베이터」는 이제 완전한 보통명사가 되어버렸다.

1997년 6월, 삼성중공업 사보


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DATE: 2010.06.21 - 21:07

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