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[레벨:30]id: 김동렬김동렬
read 4616 vote 0 2016.11.07 (22:43:52)

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   원심력과 직진성이라는 두 가지 성질의 상호작용으로 설명할 수 있다. 둥글게 되는 이유는 원심력 때문이다. 그런데 북극지점은 원심력의 영향을 덜 받는다. 비행기가 지구 반대편으로 넘어가려면 북극항로를 잡는 것과 같다. 지구둘레를 따라 도는 것보다 더 지름길이다. 


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    적도부근에서 회전할 때는 당연히 원을 그리게 된다. 적도를 따라도는 것이 가장 빠른 길이기 때문이다. 그러나 북극상공을 도는 공기가 회전하는 것은 이상하다. 북극은 원심력이 약하기 때문이다. 즉 북극점의 공기는 회전하는 것이 아니라 가운데로 쏠리게 된다. 이는 팽이실험으로 알 수 있다. 돌아가는 팽이 위에 모래알을 뿌려보자. 가장자리의 모래알은 튕겨나가지만 가운데의 모래알은 중심으로 쏠린다. 


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    월미도 디스코팡팡과 같다. 가장자리에 있으면 원심력을 받지만 가운데 서 있으면 원심력이 제로가 된다. 그러므로 가운데로 쏠리려 하는 힘과 가장자리로 밀리려 하는 힘이 딱 중간이 되는 수가 있다. 육각형의 뾰족한 여섯지점은 가장자리에 있어 원심력을 받는다. 그래서 원을 그린다. 그러나 조금 안쪽은 원심력을 받지 않아 직진하려고 한다. 즉 직진성과 회전성이 그 부분에서 교차하며 육각형의 변은 직진하고 꼭지점은 회전하므로 육각형이 된다. 


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    가까울수록 직진성이 강하고 멀수록 회전성이 강하다. 돌아가는 팽이 위에 모래를 뿌려보면 가장자리는 튕겨나가고 가운데 것은 몰린다. 그 둘의 교차지점이 A와 B의 중간거리다. 직진하면 속도가 빨라져 진공을 만들어 주변부를 빨아들인다. 회전하면 느려져 병목현상으로 트래픽이 걸린다. 


    그렇다면 왜 육각형인가? 대칭원리에 의해 홀수는 될 수 없다. 4각 아니면 6각 혹은 8각 밖에 없다. 4각은 될 수 없다. 4각은 대칭성이 강하게 작용해서 2각으로 곧 태극형태로 되기 때문이다. 은하계의 나선고리가 2각 곧 태극형태다. 그 경우 형태가 깨진다. 즉 연결되는 닫힌 고리가 아니라 떨어져서 벌어지는 것이다. 6각은 형태가 깨지지 않는다. 왜? 가운데 축이 존재하기 때문이다. 


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    자연에 육각형구조가 많은 이유는 육각형이 가장 안정된 구조이기 때문이다. 지상에서는 축과 대칭이 있는 3각형이 안정된 구조이고 공중에 매달리면 축과 대칭의 쌍이 있는 6각형이 가장 안정된 구조이며 사각형은 구조적으로 취약하고 5각형은 대칭을 이룰 수 없으므로 발생할 수 없다. 즉 육각형은 축과 대칭의 쌍이므로 시소구조를 이루어 외력을 방어할 수 있는 형태인 것이다. 주상절리가 주로 육각형으로 되는 것은 역시 6각형이 안정된 구조이기 때문이다.

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