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10월 제안순서 - 사람을 돕는 원리들

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작성자 관리자 작성일11-11-23 14:33 조회4,903회 댓글0건

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◈ 주제 : 몇 가지 발명품의 원리와 구원의 원리를 배운다.
◈ 진행방법  
1) 스무고개 방식으로 각 기구를 답하게 한 뒤 하나씩 소개한다.
2) 이어서 구원의 원리를 설명하고 생활의 편의를 능가하는 영향력을 강조한다.

◈ 순서자료
1) 진공청소기의 원리 : 먼지와 오물을 순식간에 빨아들일 뿐만 아니라 빗자루로 해결하기 힘든 자잘한 먼지까지도 말끔히 제거해주는 진공청소기에는 어떤 원리가 숨어 있는 것일까? 진공청소기는 공기의 압력차를 이용한 기구이다. 공기는 압력차가 생기면 압력이 높은 고기압에서 압력이 낮은 저기압으로 이동하게 된다. 진공청소기는 전기에너지를 이용해서 공기의 압력차를 만들어낸다. 완벽한 진공은 아니지만 불완전한 진공을 만들어내어 주변보다 기압이 낮은 청소기 안으로 공기가 빨려 들어오도록 하는 것이다. 진공이란 어떤 입자도 없이 텅 비어 있는 공간이라고 말할 수 있다. 그러나 우리 주변에서 진공상태를 찾기란 쉽지 않다. 우주공간은 거의 완벽한 진공이라 말할 수 있으나 지구상에서는 완벽한 진공상태를 흔히 볼 수도, 만들어내기도 어렵다. 주변에서 흔히 접하는 진공포장, 진공건조에서의 진공도 완벽한 빈 공간을 뜻하는 것이 아니라 공기 입자수를 보통의 기압상태보다 현격히 줄였다는 의미일 것이다. 따라서 진공청소기의 진공은 완벽히 텅 빈 공간을 의미하는 것이 아니라 공기 분자의 수가 주위보다 아주 적은 상태의 불완전한 진공을 의미한다.
   진공청소기를 처음 만든 사람은 1901년 영국의 발명가 세실 부스(Cecil Booth)이다. 그는 의자에 먼지를 뿌린 뒤 어느 정도의 거리를 두고 손수건을 고정시켜놓은 후 입으로 공기를 빨아들이는 실험을 하여 흡입식 진공청소기를 개발하였다. 그러나 세실 부스가 처음 발명한 흡입식 진공청소기는 지금처럼 조그마한 청소기가 아니고 마차에 펌프를 장치한 거대한 기계였다. 진공청소기의 크기를 현재 가정에서 사용하는 크기 정도로 줄인 사람은 미국인 제임스 스팽글러(James Spangler)이다. 늘 기침에 시달리던 그는 1907년 먼지를 빨아들이는 휴대용 진공청소기를 발명했으나 그것을 상용화시키지는 못했다. 제임스 스팽글러가 발명한 진공청소기를 상용화 시킨 것은 그에게 진공청소기의 특허권을 사들인 친척 윌리엄 후버(William Hoover)였다. 1908년부터 윌리엄 후버에 의해 세계 곳곳으로 퍼져나간 진공청소기는 발전을 거듭해 오늘날의 진공청소기가 되었다. 우리나라에는 1960년에 처음으로 진공청소기의 국산화가 이루어졌다. 최근에는 로봇청소기가 출시되어 진공청소기의 새로운 바람을 일으키고 있다.
2) 청진기의 원리 : 청진기는 몸 속에서 나는 소리로 몸의 이상을 진단하는 의학도구이다. 청진기를 뜻하는 stethoscope는 그리스어로 `가슴(chest)'과 `검사하다(exami- nation)'의 합성어이다. 의사들은 청진기로 심장 박동음(心音), 호흡 소리(肺音), 장의 소리(腸音) 및 혈관음(血管音) 등 인체에서 나는 여러 소리의 특성을 파악해 질병을 진단한다. 환자의 몸에서 나는 소리로 질병을 진단하는 청진은 그리스 시대에 히포크라테스가 자기의 귀를 환자의 몸에 대어 체내의 음을 직접 들은 데서 비롯되었다. 청진기는 1816년 라에네크(Rene Laennec)가 처음 만들어 사용했는데 그 모양은 외귀형이었다. 그는 어린이들이 긴 나무막대를 가지고 한쪽에서 다른 쪽으로 신호를 전달하는 타전 놀이에서 힌트를 얻었다. 그는 처음에 종이를 둘둘말아 만든 통을 이용하였는데, 평소 여성환자의 가슴에 귀를 대기 난처했던 그에게 청진기는 매우 편리한 도구였고 나중에 이것을 목제통으로 개량하여 사용하였다. 청진기에 대한 관심이 높아지면서 1851년 레아레드(Arthur Leared)에 의해 두 귀를 통해 듣는 쌍귀형 청진기가 발명되었다.
3) 모래시계의 원리 : 인류 역사에서 시간을 측정하는 것은 농업을 위해 매우 필요하고 중요한 일이었다. 시간의 측정을 위해 최초로 탄생한 것은 해시계였다. 이집트 태양신앙의 상징물로 유명한 오벨리스크(obelisk)도 거대한 해시계의 역할을 하였다고 한다. 그러나 해시계는 해가 있는 낮 동안에만 사용할 수 있기 때문에 그 불편함을 개선하고자 생겨난 것이 물시계이다. 용기에서 일정하게 물이 흘러나가도록 하여 만들어진 물시계는 밤낮 모두 사용할 수 있었지만 시간을 계속 측정하기 위해서는 용기의 부피가 너무 커 휴대하기 힘들었다. 그래서 물을 모래로 바꾼 모래시계가 탄생하게 된 것이다. 모래시계는 8세기 경 프랑스의 성직자 라우트프랑이 고안한 것으로 휴대성이 좋고 해시계나 물시계보다 정확도가 높다. 모래시계는 위쪽과 아래쪽으로 용기가 나누어져 있고, 두 용기 사이는 좁은 구멍으로 연결되어 있다. 모래를 용기 윗부분에 위치하도록 모래시계를 뒤집어 놓으면 중력에 의해 윗부분 모래가 아래로 떨어진다. 이 모래가 떨어지는 시간이 일정하게 정해지도록 만들 수 있기 때문에 모래시계에서 모래가 다 떨어지는 데 걸리는 시간은 항상 일정하다. 이 시간은 모래시계가 정밀하게 만들어진 경우에는 초 단위까지 정확하다. 그래서 모래시계가 1회 모래를 떨어뜨리는 시간을 이용하여 우리는 일상생활에서 일정 단위의 시간을 측정할 수 있다. 그런데 모래시계에서 모래는 일정한 양이 흘러나오기 때문에 정확한 시간이 측정된다. 어떻게 속도가 느려지지 않는 것일까? 그것은 마찰력 때문이다. 모래시계에서 모래가 떨어질 때, 마찰력이 약한 모래시계 벽면에 붙어있는 모래층만 흘러내리고 그 외의 부분은 고정된 효과를 가지게 된다.
   모래시계의 모래는 아래로 떨어질 수밖에 없는 것일까? 이러한 사람들의 상식을 뛰어넘은 거꾸로 모래가 움직이는 모래시계가 발명되었다. 이 모래시계의 이름은 Paradox이다. Paradox의 뜻은 ‘역설’이라는 의미이다. 우리의 상식을 벗어나 중력의 반대방향으로 모래가 움직이기 때문에 붙여진 이름이다. 파라독스 모래시계는 사실 중력과 마찰력에 의한 미세입자의 흐름을 따라 만들어진 것이 아니라 밀도 차이를 이용한 것이다. 이 거꾸로 가는 모래시계의 안에는 기름 성분의 액체가 들어 있고, 입자 알갱이도 모래가 아니라 그 액체 성분에 뜨는 물질, 다시 말해 밀도가 그 액체보다 가벼운 고분자 물질을 넣어 둔 것이다. 그렇게 하면 뜨는 고분자 알갱이가 아래쪽으로 가도록 파라독스 모래시계를 위치해 놓으면 밀도차이에 의해 고분자 알갱이가 물에 기름이 뜨듯이 뜨게 된다. 일정한 밀도의 고분자 알갱이가 들어 있다면 구멍을 통과하는 속도도 일정하게 되므로 일정한 시간 동안 위쪽으로 옮겨가게 되는 것이다.
4) 가로등의 원리 : 가로등은 낭만의 상징물로 아름다운 사랑 얘기를 다룬 소설이나 영화 제목에 종종 등장합니다. 어두운 밤길을 밝히기 위해 켜놓은 가로등은 사람들에게 수많은 추억을 회상시킵니다. 가로등을 언제부터 사용했는지는 분명치 않으나 런던에서는 이미 14세기 초에 밤이면 등불을 내걸었다는 기록이 있습니다. 1726년에는 런던 시의회가 거리 가까이 있는 집에 저녁 6시부터 밤 11시까지 램프를 내걸도록 했으며, 이를 지키지 않으면 벌금까지 물게 했다고 합니다. 물론 이때 사용한 것은 기름 램프였습니다. 그 뒤 19세기 초에는 스코틀랜드인인 윌리엄 머드크 덕분에 가스등을 사용하게 됐습니다. 머드크는 농부이자 목수였는데 어려서부터 연구심이 남달랐습니다. 어느 날 밭에서 캐낸 토탄을 어머니가 사용하던 토기에 넣고 가열하던 그는 주둥이에서 연기 같은 가스가 나오는 것을 발견했는데, 이 연기에 불을 붙이니 노란 불꽃을 내며 탔습니다. 그 후 주전자 주둥이에 구멍을 몇 개 뚫고 골무를 끼워 불을 붙이면 불빛이 밝아진다는 것을 알아낸 그는 버너를 발명했으며, 최초로 가스 공장도 세웠습니다. 머드크가 얻은 석탄가스는 메탄과 수소 기체가 주성분입니다. 공기를 차단하고 석탄을 가열하면 석탄가스와 콜타르가 나오며 코크스가 남습니다. 현재도 석탄가스와 코크스는 유용한 연료이며 특히 강철 제조에 주로 쓰입니다. 콜타르는 여러 가지 방향족 화합물을 함유하고 있어서 지금처럼 석유화학 공업이 발전하기 전에는 유기화학공업의 주원료로 사용됐습니다. 이 기술은 지금도 일부 사용되고 있습니다. 1802년 영국과 프랑스 사이에 평화조약을 맺게 되어 이를 축하하는 행사가 열렸습니다. 머드크는 자기가 일하고 있던 공장 건물을 가스 조명으로 찬란하게 장식했습니다. 이 화려한 광경을 보기 위해 몰려온 주민들은 찬사를 아끼지 않았으며, 곧 석탄가스로 조명을 얻는 머드크 방법이 널리 보급됐고, 런던시 가로에 가스등이 설치되기에 이르렀습니다. 1873년에는 페르시아왕이 런던시를 방문하였는데, 가스등이 매우 인상적이었던 모양인지 가스등 발명가가 누구냐고 질문했고 머드크라는 답을 들은 왕은 조상의 신의 이름과 비슷하다며 그의 초상화를 궁전에 걸게 하였다고 합니다.
5) 구원의 원리 : 인간은 죄 가운데 출생하였으며 이해력이 어두워지고 마음에 악이 충만하며 영적으로 죽은 상태이다. 구원은 인간을 이러한 죄의 결과로부터 구원하는 것이다. 특별히 예수 그리스도의 속죄를 통하여 영원한 사망으로부터 구출하는 것이다. 구원은 각 인간 영혼에게 절실하다. 왜냐하면 “모든 사람이 죄를 범하였으매 하나님의 영광에 이르지 못하”였기 때문이다(롬 3:23).
   (1) 누구를 통하여 구원이 가능한가?
   “너희와 모든 이스라엘 백성들은 알라 너희가 십자가에 못박고 하나님이 죽은 자 가운데서 살리신 나사렛 예수 그리스도의 이름으로 이 사람이 건강하게 되어 너희 앞에 섰느니라… 다른 이로서는 구원을 얻을 수 없나니 천하 인간에 구원을 얻을 만한 다른 이름을 우리에게 주신 일이 없음이니라 하였더라”(행 4:10, 12).
   (2) 인간 스스로 자신의 상태를 바꾸는 일이 가능한가? “구스인이 그 피부를 표범이 그 반점을 변할 수 있느뇨 할 수 있을진데 악에 익숙한 너희도 선을 행할 수 있으리라”(렘 13:23). 로마서 6:23 상단과 로마서 3:19, 20을 읽으라.
   (3) 인간이 구원을 추구하는 일에 필요로 하는 것은 무엇인가?
     ① 거룩한 성서(디모데후서 3:15). ② 하나님을 앙망함(이사야 45:22).
     ③ 그리스도의 복음을 믿음(로마서 1:16).
     ④ 그리스도의 재림을 기다림(히브리서 9:28).
   우리는 그리스도를 믿음으로 구원을 얻는다. “그러므로 자기를 힘입어 하나님께 나아가는 자들을 온전히 구원하실 수 있으니 이는 그가 항상 살아서 저희를 위하여 간구하심이니라”(히 7:25). 구원은 값없이 주어지는 것으로 하나님으로부터 이르러 오는 축복이다.

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