물을 저어 보자

컵에 든 물을 숟가락으로 한 번 쓱 밀어 본 적이 있을 것이다. 그때 숟가락이 지나간 곳의 물만 움직였을까?

아래 상자에는 잉크로 세로줄을 그어 둔 물이 들어 있다. 실험이 먼저 물 한가운데를 한 번 밀어 보이고, 마지막에는 손가락 화살표를 따라 한 번 더 민다. 그다음에는 기기에 따라 손가락이나 마우스로 쓱 밀어 보거나, 영상으로 본다.

잉크 줄을 눈여겨보자. 민 곳의 줄만이 아니라 같은 줄의 위쪽과 아래쪽도, 민 곳 앞뒤의 줄도 같이 휜다. 다음 장면에서는 물과 함께 떠다니는 작은 점, 알갱이를 뿌리고 한 번 더 미는데, 민 곳에서 떨어진 알갱이도 빙 돌아 움직인다.

밀린 물은 앞의 물을 밀고, 컵 속 물은 한쪽에 몰려 쌓이지도 빈 구멍을 남기지도 않는다. 그래서 앞의 물은 옆으로 비켜나 뒤로 돌아 들어오고, 멀리 떨어진 물까지 함께 움직인다. 밀려 나간 가운데 물이 옆에 가만히 있던 물을 스치며 지나가는 곳에서는, 스친 물이 말려 들어 소용돌이 한 쌍이 생긴다.

물이 움직이는 이유는 네 가지이고, 이 책은 장마다 하나씩 살펴본다.

• 밀기: 손이나 바람, 물의 무게처럼 바깥에서 미는 것이다. 과학에서는 외력이라고 부른다.
• 압력: 물끼리 서로 미는 것이다. 과학에서도 압력이라고 부르고, 물은 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 밀린다.
• 끈적임: 물이 얼마나 끈끈한지를 말한다. 꿀은 물보다 훨씬 끈끈하다. 과학에서는 점성이라고 부른다.
• 계속 가려는 성질: 움직이던 물이 계속 가려는 성질이다. 과학에서는 관성이라고 부른다.

실제로는

이 실험의 물은 종이처럼 얇은 한 겹이다. 실제 물은 화면 안쪽과 바깥쪽으로도 움직인다.

실제 물에서 소용돌이를 멈추게 하는 것은 끈적임이다(4장). 이 실험의 물에는 끈적임이 없는데도 소용돌이가 조금씩 약해진다. 컴퓨터가 물이 있는 곳을 작은 칸으로 나누고 시간도 짧게 끊어서 물의 움직임을 어림해 계산하는데, 어림할 때마다 움직임이 조금씩 깎여 나가기 때문이다.

이유를 한 문장으로

물은 민 곳만이 아니라 주변까지 같이 움직인다.