욕조나 변기의 물은 왜 시계방향으로 돌면서 내려갈까?

욕조나 세면대에서 물이 빠질 때는 소용돌이를 치며 

작은 구멍으로 들어간다. 그런데 자세히 살펴보면 

소용돌이 방향이 항상 반 시계방향으로 일정한 것을 알 수 있다. 

일부러 저어주지 않는데도 늘 일정한 방향으로 회전한다면 거기에는 

어떤 힘이 가해지는 것인데 그 힘의 정체는 무엇일까?



해와 달이 동쪽으로 떠서 서쪽으로 지므로 지구가 자전하는 방향은 

서쪽에서 동쪽을 향한다. 만약 북극위 하늘에서 지구를 본다면 

반시계 방향으로 도는 모습을 볼 수 있을 것이다. 

그런데 지구는 불룩한 공 모양을 하고 있기 때문에 위도에 따라 

지표면에서 회전에 의한 속도는 다르게 된다. 즉, 적도부근에서는 

아주 빠른 속도로 지구표면이 동쪽으로 움직이고 극지방에서는 

회전은 하지만 움직이는 속도는 아주 느려진다. 이렇게 해서 

우리가 사는 북반구에서는 북쪽으로 올라 갈수록 지구회전에 의한 

지표면 이동속도는 느려지게 된다.



우리나라에서 북쪽을 향해 돌을 던진다면 이 돌은 북쪽으로 향하는 

힘만 받는 것이 아니라 지구표면이 운동하는 방향인 동쪽으로 향하는 

힘도 같이 받게 된다. 따라서 돌은 원래 예상했던 위치보다 동쪽, 즉 

오른쪽으로 쏠리게 된다. 반대로 남쪽으로 돌을 던지게 되면 이번에는 

도착하는 지표면의 이동속도가 매우 빨라 돌이 떨어지는 지점은 

예상위치보다 서쪽으로 쏠리게 되어 역시 오른쪽으로 치우친다. 

이렇게 북반구에서는 어느 방향으로 운동을 해도 운동방향의 오른쪽으로 

항상 힘을 받게 된다.



욕조에서 물이 빠질 때는 바닥에 있는 작은 구멍을 향해 물이 

주위에서 몰려들게 된다. 이때 구멍을 중심으로 사방에서 몰려드는 

물이 모두 오른쪽으로 힘을 받게 되므로 구멍 주변에서 

반 시계방향으로 빙빙 돌게 되는 것이다. 

남반구에서는 힘의 방향이 반대가 되기 때문에 호주나 뉴질랜드에서는 

욕조의 물이 빠질 때 시계방향으로 돌면서 빠진다.

추를 줄에 매달아 남북으로 진동시키면 타원운동을 하는 것을 

볼 수 있는데 역시 지구자전에 의한 힘 때문이며, 이를 최초로 

실험한 과학자를 기념해푸코의 추라고 한다. 그런데 물이 빠지는 

것과 달리 추는 줄에 고정되어 있고 남북으로 왕복운동하면서 

오른쪽으로 힘을 받기 때문에 북반구에서 회전방향은 

시계방향이 된다.



지구의 자전을 측정하는 장치로는 자이로스코프라고 하는 

정밀한 센서가 있다. 자이로스코프는 지표에서 떨어져 운항하는 

비행기의 위치와 자세제어에도꼭 필요해 블랙박스 내부에 장착된다.