고대의 발명과 기계
헤론의 증기공이 돈 원리: 원전 50절과 작용·반작용으로 읽기
헤론의 증기공은 굽은 출구로 증기를 내보낼 때 생기는 반작용으로 구가 회전하는 고대 장치입니다. 이 글에서는 증기가 어떤 방향으로 힘을 만들고, 그 힘이 회전 토크로 이어지는지 원리와 자체 계산을 통해 살펴봅니다.
주제 · 21편 · 2/3쪽
고대의 발명과 기계
물·공기·열·추·도르래·톱니바퀴 같은 단순한 요소로 고대의 장치가 어떻게 움직였는지 살펴봅니다. 문헌에 남은 설계, 실제 유물과 유적, 현대의 복원을 구분해 작동 원리와 현재 확인할 수 있는 범위를 함께 설명합니다. 처음이라면 지렛대는 작은 힘으로 어떻게 무거운 물체를 들었을까?와 헤론의 자동문은 전기 없이 어떻게 움직였을까?부터 읽어 보세요.
고대의 발명과 기계
물속에서 굳은 로마 콘크리트: 비트루비우스의 2:1 배합과 현대 분석
로마의 일부 항만 콘크리트는 석회와 반응성 화산재가 물이 있는 환경에서 결합재를 만들었기 때문에 수중에서도 굳을 수 있었습니다. 비트루비우스의 기록과 현대 재료 연구를 통해 그 원리와 한계를 살펴봅니다.
고대의 발명과 기계
로마 물레방아의 톱니 전달과 바르베갈 제분소의 하루 4.5톤
로마의 물레방아는 물바퀴의 회전을 톱니바퀴로 다른 축에 전달해 맷돌을 돌렸습니다. 비트루비우스의 기록과 기어비 계산을 통해 물의 흐름이 실제 제분 운동으로 바뀌는 과정을 설명합니다.
고대의 발명과 기계
지렛대의 원리와 아르키메데스의 큰소리: 지구를 들 지렛대 길이를 계산해 보니
지렛대는 무게 자체를 줄이는 장치가 아니라 받침점에서의 거리 차이를 이용해 작은 힘으로 큰 회전 효과를 만드는 장치입니다. 힘과 지레팔의 관계를 계산하고 실제 장치에서 마찰과 구조 강도가 왜 중요한지도 살펴봅니다.
고대의 발명과 기계
심 성형과 유리 불기: 고대 유리 그릇의 빈 속은 어떻게 만들었나
고대의 속 빈 유리 그릇은 심을 둘러 만드는 방식과 녹은 유리를 불어 부풀리는 방식으로 제작할 수 있었습니다. 두 공정이 내부 공간을 만드는 원리를 비교하고 유리 불기가 제작 속도와 형태의 자유도를 어떻게 바꾸었는지 살펴봅니다.
고대의 발명과 기계
비트루비우스의 나사 펌프는 왜 3:4:5로 기울였을까: 기울기별로 담기는 물을 계산해 보니
나사 펌프는 회전하는 나선 통로 안에 물을 나누어 담아 위로 옮깁니다. 작동 단계와 높이를 올리는 데 필요한 에너지를 구분해 설명합니다.
고대의 발명과 기계
로마 수도교와 역사이펀: 비트루비우스의 납관은 얼마나 깊은 골짜기를 견뎠을까
높은 아치 위의 수로와 골짜기로 내려가는 압력관은 서로 다른 해법입니다. 로마 수도교의 두 방식을 높이 차와 압력 조건으로 비교합니다.
고대의 발명과 기계
안티키테라 기계가 계산한 것: 톱니 수와 19년·235개월 주기
안티키테라 기계는 천체의 반복 주기와 달력을 톱니바퀴의 움직임으로 연결한 천문 계산 장치입니다. 확인된 기능과 복원된 부분을 나누고, 기어 비율과 식 주기를 계산해 봅니다.
고대의 발명과 기계
헤론의 동전 자동판매기: 원전으로 본 작동 원리와 한계
헤론의 《기학》에는 동전을 넣으면 물이 나오는 장치가 등장합니다. 동전이 물길을 여닫는 과정을 따라가며, 설계 기록과 실제 보급의 증거를 구분합니다.
고대의 발명과 기계
헤론의 자동문: 불로 데운 공기와 물의 무게로 문을 연 원리
헤론의 자동문은 전기나 모터 대신 불로 데운 공기, 물이 담기는 매달린 용기, 줄과 도르래, 균형추를 연결했습니다. 문이 열리고 다시 닫히는 과정을 원전과 힘의 균형 계산으로 설명합니다.