비 오는 날 걷기 물리학의 비밀

비 오는 날, 우산을 써도 바지는 젖는다? 그 원인을 과학적으로 파헤쳐 봅니다!

비 오는 날 걷기 물리학의 비밀

 

지난주 퇴근길, 빗속을 걷다 바짓단이 흠뻑 젖은 걸 보고 문득 궁금해졌어요. 우산을 썼는데도 왜 이런 일이 생기는 걸까? 그날 밤, 물리학 영상 하나를 보며 궁금증이 더 깊어졌고, 결국 이 주제로 블로그를 쓰기로 결심했습니다.

 

사실 평소엔 과학이나 물리학에 관심 없던 저도 이 주제만큼은 정말 재밌더라고요. 아, 그리고 ‘비 오는 날 우산과 걷기’의 물리적 원리라는 말, 생각보다 꽤 멋지지 않나요?

📚 목차

1. 우산의 역할과 한계 2. 걷기의 물리적 메커니즘 3. 발에서 튀는 물의 정체 4. 초고속 카메라가 밝혀낸 비밀 5. 발뒤꿈치에서 튀는 물의 방향 6. 신발 안 돌멩이 현상, 왜 생길까?

 

우산의 역할과 한계

우산은 기본적으로 비를 막아주는 도구이지만, 전천후 방어막은 아니에요. 특히 옆에서 불어오는 바람이나, 아래에서 튀어 오르는 물방울에는 무력하죠. 저도 그랬어요. 분명 우산을 쓰고 있었는데, 도착했을 땐 바짓단이 축축하더라고요.

 

그 이유는 단순히 '우산이 작아서'가 아니었어요. 비 오는 날 우산과 걷기라는 이 조합, 단순해 보이지만 꽤 복잡한 물리 현상이 숨어 있습니다.

 

비 오는 날 걷기 물리학의 비밀

 

걷기의 물리적 메커니즘

 

 

사람이 걷는 방식은 단순히 다리를 번갈아 내딛는 것이 아니에요. 물리학적으로 보면 ‘스탠스 구간’과 ‘스윙 구간’으로 나뉘고, 각 구간마다 지면과의 상호작용이 달라집니다. 이게 중요한 이유는, 발이 지면에 닿거나 떨어질 때 물이 튀는 방식에 영향을 주기 때문이죠.

구간	특징
스탠스 구간	발이 지면에 닿아 물이 눌려 퍼지고 튀는 현상 발생
스윙 구간	발이 앞으로 움직이며 물방울이 튀어 오른다

 

비 오는 날 걷기 물리학의 비밀

 

 

 

 

 

발에서 튀는 물의 정체

발뒤꿈치가 바닥에서 떨어질 때 형성되는 물기둥, 이건 그냥 우연이 아니에요. 실제로 초고속 카메라를 이용한 실험에서 이 현상이 뚜렷하게 관찰됐습니다. 발의 움직임이 만들어내는 이 물기둥은 마치 작은 분수처럼 터져 나와 바지를 적시는 주범이 되죠.

• 발뒤꿈치가 바닥에서 떨어질 때 물기둥 생성
• 발이 앞으로 회전할 때 물방울 형태로 분산
• 물의 표면장력이 분리된 물방울을 형성

 

비 오는 날 걷기 물리학의 비밀

 

 

 

초고속 카메라가 밝혀낸 비밀

미국 켄트 주립대 연구팀이 초고속 카메라를 이용해 실험한 장면은 꽤나 인상적이었어요. 사람의 발이 젖은 바닥을 밟고 떨어질 때, 얇은 물기둥이 올라오고 그 물기둥이 ‘쨍’ 하고 부서지며 수많은 물방울이 튀는 과정을 포착했거든요.

 

특히 이 실험은 우리가 왜 우산을 써도 바지가 젖는지를 시각적으로 입증해 줬어요. 과학자들이 연구실에서 이런 것도 한다는 사실에 살짝 놀랐습니다.

 

비 오는 날 걷기 물리학의 비밀

발뒤꿈치에서 튀는 물의 방향

물방울이 어디로 튀는지도 중요한데요. 2018년 경북과학고등학교 학생들의 실험에 따르면, 물방울은 평균 75도 각도로 공중으로 튀어 올라 결국 바지 앞쪽에 떨어진다고 해요. 바지 젖는 이유, 단순히 비 때문만이 아니라는 사실! 너무 신기하지 않나요?

실험 항목	결과
물방울 각도	약 75도 방향으로 튀어오름
영향 범위	앞다리 바지 부위까지 물방울 도달

비 오는 날 걷기 물리학의 비밀

 

신발 안 돌멩이 현상, 왜 생길까?

그날따라 신발 속에서 뭔가 까슬까슬해서 확인해 보니 돌멩이 

 

비 오는 날 걷기 물리학의 비밀

Q 우산을 써도 왜 바지가 젖을까요?

발뒤꿈치에서 튀는 물방울이 바지를 적시기 때문입니다. 물의 각도와 보행 속도가 영향을 미쳐요.

Q 신발 속에 왜 자꾸 돌멩이가 들어가나요?

젖은 바닥에서 튀는 물에 의해 작은 이물질이 신발 속으로 들어올 수 있습니다.

Q 물방울이 튀는 각도는 얼마나 되나요?

약 75도 각도로 튀어 오른다는 연구 결과가 있습니다.

Q 우산 말고 다른 해결책이 있나요?

방수 바지나 신발 덮개 등도 도움이 될 수 있어요. 하지만 완벽한 해결책은 아니에요.

Q 모든 사람에게 같은 현상이 생기나요?

보행 방식, 체형, 걸음 속도 등에 따라 개인차가 있습니다.

Q 이 현상은 언제부터 연구됐나요?

2018년 국내 고등학교와 미국 대학에서 관련 실험이 진행되며 본격적으로 주목받았어요.

 

 

 

비 오는 날 걷기 물리학의 비밀

 

이렇게 일상 속 사소한 궁금증도 과학으로 들여다보면 훨씬 더 흥미롭고 의미 있게 다가옵니다. 앞으로 비 오는 날, 우산을 쓴 채 걷는 순간에도 ‘비 오는 날 우산과 걷기’라는 키워드를 떠올리며 조금은 다른 시선으로 주변을 바라보게 되지 않을까요?

 

혹시 다음에 또 젖는다면, 물리학 덕분에 이해는 하겠네요. 😄