연 의 과 학

연은 종이조각에 가는 대쪽을 가로·세로로 엇맞추어 붙이고, 실로 벌잇줄을 매어 공중에 날리는 장난감입니다. 인간이 연을 날린 가장 오래된 기록은 그리스에서 기원전 4세기경 처음이었다 합니다. 그러나 연을 날리는 풍속이 널리 퍼진 곳은 우리 나라, 중국, 일본 등의 아시아 지역이며, 연의 종류는 각 나라마다 특색을 갖고 다양하여 우리 나라 연은 형태와 문양에 따라 분류되어  100여종이 전해진다고 합니다.

우리 연의 역사를 문헌에서 살펴보면 지금으로부터 약 1,300여 년 전 신라 진덕여왕 원년(647년) 김유신 장군이 연을 사용했다는 기록(삼국사기열전)이 있습니다. 이후 고려 말엽( 1374년) 최영 장군이 탐라국을 평정할 때 군사를 연에 매달아 배를 이용해 절벽 위에 상륙시켰으며 불덩이를 매단 연을 적의 성안으로 날려보내 불타게 하여 공략하였다는 기록(동국세시기)이 있고, 조선조에는 세종대왕(1455년) 때 남이 장군이 강화도에서 연을 즐겨 날렸다는 기록과 임진왜란 당시 충무공 이순신 장군이 섬과 육지를 연락하는 통신수단 및 작전지시의 방편으로 연을 이용했다는 기록 등이 전해집니다. 특히 영조대왕은 연날리기를 즐겨 구경하고 장려하여 서기1725∼76년 무렵에는 우리 나라에 연날리기가 널리 민중에 보급되어 일반화되었다고 합니다.

바로서는 학부모 우뚝서는 아이들

우리 나라 연의 대표적인 모양으로 첫째, 사각장방형의 중앙에 방구멍이 뚫려 있는 방패연이 대부분이며 둘째, 어린이들이 날리는 꼬리가 달린 가오리연(마름모형)이 있고 셋째, 제작자의 개성에 따라 만든 창작연(사람, 곤충, 동물, 기타)이 있습니다. 우리 나라 연은 대개가 방패연으로 연에 색깔을 칠한다든지 색지의 모양만을 다르게 오려 붙임으로써 어떤 특징을 나타내어 구별합니다.

바람이 많은 날 공중에 높이 띄우는 연은 갖가지의 소망과 꿈을 실어내며 설날 한가한 놀이로서 고려-조선-구한말에는 민속놀이로 정착하여 연싸움(실에 풀을 먹여 사금파리로 무장하고, 상대의 연줄을 끊어 연을 죽이는 것) 대회도 있었답니다. 연 날리기는 정월 대보름 며칠 전에 큰 성황을 이루지만 대보름이 지나면 날리지 않는답니다. 대보름이 되면 액(厄)연(鳶)띄운다' 하여 연에다 "액(厄)"자 하나를 쓰기도 하고 "送厄"이니, "送厄迎福"이라고 써서 얼레에 감겨있던 실을 모두 풀어 멀리 날려보내는 세시풍습과 더불어 아이 어른 모두 즐기는 놀이가 되었습니다.

연을 날리면 그 즐거움은 물론이고 아이들에게 먼저 바람의 방향과 연과의 상관관계를 쉽게 사고하게 하며 연줄을 놀리면서 바람의 역학을 자연스레 배울 것입니다(베르누이의정리를 생각한다). 또, 연을 만들어 날려 보면서 많은 시행착오를 겪으면서 연과 실과 꼬리의 과학적인 조화를 알게될 것입니다. 연이 바람에 나는 원리는 바람이 연의 윗면과 아랫면을 동시에 지날 때 베르누이의 정리에 따라 윗면을 흐르는 바람의 속도가 빨라져 윗면부분의 압력이 아랫면보다 떨어지기 때문에 생기는 양력(부력)으로 연이 위로 올라가는 것입니다. 연을 한번쯤 날려본 사람이면 연이 그리 쉽게 날아오르지 않는다는 것을 알 것입니다. 원리를 알고 날리면 보다 쉽게 연을 날릴 수 있는 것이지요. 이쯤에서 베르누이의 정리를 한번 살펴봅시다.

베르누이는 액체나 기체 같은 유체가 독특한 운동형태를 보인다는 것을 알아내고 이를 과학 기본 법칙으로 정리를 했습니다. 간단히 말하면 □단위 시간당, 단위 면적당 지나가는 유체의 양은 일정하다□와 □유체의 속력이 증가하면 압력은 감소한다□라는 내용인데 이를 판자가 물에 뜨는 원리로 설명할 수 있습니다. 흐르는 물에 직사각형의 판자를 띄우는 장면을 머릿속에  생각해 봅시다. 물 속에서 판자의 뒤쪽을 약간 올린 채 손을 놓으면 판자는 물위로 떠오릅니다. 판자의 윗면과 아랫면은 면적이 동일한 것은 말할 나위 없습니다. 그런데 판자의 뒤쪽이 비스듬하게 올라가 있으면 물이 판자 윗면을 지나는데 다소 어려움이 생깁니다. 일단 올라갔다가 미끄러져 내려와야 하기 때문이지요. 이 때 베르누이의 정리에 따라 동일한 양의 물(유체)이 같은 시간에 윗면과 아랫면을 지나려면 윗면을 흐르는 물의 속도가 빨라져야합니다. 또 속력이 빨라진 탓에 판자의 윗면에서는 압력이 줄어들기 때문에 아랫면과의 압력차에 의해 결국 판자가 떠오르는 것입니다.

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연이 하늘위로 높이 뜨는 이유도 이와 같은 원리에 의한 것입니다. 연의 평평한 면을 바람이 부는 방향에 수직으로 세우면 연은 바람을 타고 뒤로 날아갑니다. 하지만 연이 연 실에 연결돼 있으므로 어느  순간 연 실이 팽팽해지고 연의 위쪽이 앞으로 살짝 기울어집니다. 이 때 마치 물 속의 판자가 떠오르는 것처럼 연의 윗면과 아랫면의 공기 속도 차에 의해 압력 차가 생김으로써 연이 떠오르게 되는 것입니다. 연이 떠오르려는 힘을 양력이라 하고 바람이 부는 방향에 따라 뒤로 진행하려는 힘을 향력이라 한답니다. 연 실을 풀면 향력에 의해 연이 뒤로 끌려가고 반대로 줄을 감으면 다시 양력이 생겨 위로 뜹니다. 이와 같이 얼레의 연 실을 감고 푸는 일을 기본으로 다양하게 연을 조종할 수 있는 것입니다.

우리 전통의 놀이문화에는 이 같은 과학적 원리를 고려한 놀이가 참으로 많습니다. 예부터 우리민족은 과학적 사고를 했던 우수한 민족임에 틀림없습니다. 과학축전행사에 다녀올 때면 빠지지 않고 전시되는 전통놀이들이 있습니다. 연, 활자인쇄와 창호지 만들기, 옷감염색, 윷, 마방진 고누놀이, 칠교놀이, 여치집만들기, 팽이놀이... 이루 다 헤아릴 수 없는 우리 전통의 놀이와 문화들에서 우리는 쉽게 과학이 숨어있음을 알 수 있습니다. 이제부터라도 아이들에게 우리 옛 조상들의 슬기를 일러주고 우리민족의 위대함을 일깨워, 앞으로 우리민족을 이끌어갈 위대한 후손임을 가르쳐야겠습니다. 21세기는 당연 자랑스런 우리 아이들이 만드는 것 아닙니까!

(자료:http://www.science.go.kr, 과학동아, http://www1.dig.co.kr, 계몽백과....)