지구 역사상의 첫 철로는 1825년 영국에서 만들어졌고 이후 제철 기술의 발전에 힘입어 대량 생산이 이루어진다.
미국에서 철로를 제작하기 시작한 것은 1865년이며 우리나라는 1899년 경인선의 개통으로 철도 시대를 맞이했다.
서울에서 부산까지 직선으로 이어진 철로를 생각해보자.여러분도 알고 있듯이 금속은 온도의 변화에 따라 팽창하기도 하고 수축하기도 한다.
그럼 우리나라의 지면 온도가 영하 10℃에서 영상 38℃까지 변한다고 할 때,서울에서 부산까지 이어진 철로의 길이는 얼마나 변하게 될까? cm 단위로 변할까,아니면 m 단위? 아니면 km 단위로? 철로는 과연 얼마만큼 팽창할지 구해 보시오.
또한 위처럼 온도가 변할 때,철로의 양끝을 고정시킨다면 철로는 활 모양으로 휠 것이다.
이때 철로의 가운데 지점이 지면으로부터 떨어진 높이는 얼마가 될까?
(참고:서울부터 부산까지의 거리와 철의 열팽창계수는 제공하지 않는다. 여러분이 직접 자료를 찾아서 해결해 보시오.)
문제 하나 더. 여러분 발목에 쇠고랑이 채워져 있다고 생각해보자.쇠고랑에서 발목을 빼내기 위해 발목에 채워진 강철 고리에 열을 가한다면 발목을 빼내는 데 도움이 될까?
쇠고랑에 열을 가하면 팽창하겠지만 구멍이 더 커질지 아니면 작아질지 또는 변화가 없을지 이야기해 보시오.(물론 무리하게 열을 가하면 화상을 입을 수 있다. 하지만 그런 경우는 무시하자.) 위 세 개의 질문에 답하시오.
▷위에서 언급한 모든 질문에 답하시오.모든 질문에 대한 답안을 작성한 학생에 한하여 수상작을 선정합니다.
물론 부분 점수도 인정합니다.
박선후 S·논술 수리논술대표 suri@nonsul.com