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[스킨스쿠버 이론강좌] #2 스쿠버다이빙과 압력

 
 안녕하세요, 지난 첫번째 스쿠버다이빙 이론 시간에 부력에 대해 배워보았습니다. 부력은 그야말로 스쿠버다이빙 존재의 이유나 마찬가지 입니다. 그렇다면 또 스쿠버 다이빙과 밀접한 또 하나의 물리법칙 압력. 오늘은 압력에 대해 알아보도록 하겠습니다.


 우리는 항상 일상생활에도 압력에 대한 용어를 많이 사용합니다.  예를 들면 일기예보에서 대기압, 혹은 부엌에 압력밥솥, 안마 할 때 지압을 해준다고도 하죠. 


 즉 압력 壓力은 누르는 힘입니다.


 우리는 항상 압력에 노출되어있습니다. 어떤 압력인가 하면 바로 대기압이죠.   아마 학교다닐 때 공기의 무게를 측정해본적이 있을 것입니다. 그냥 풍선과 바람이 가득찬 풍선의 무게를 비교해보면 당연히 공기에도 무게가 있기 때문에 바람이 가득찬 풍선이 무겁다는 사실은 이미 알고 계시겠죠.   즉, 공기는 항상 우리에게 압력을 가하고 있지만, 우리가 대부분은 잘 느끼질 못합니다.  공기의 무게를 떠올려보면 알 수 있듯이 공기가 가하는 압력이란 극히 미미하기 때문이죠.


 하지만, 특정 상황에 마주하면 우리는 그 압력을 느끼게 되죠.  여러분이 비행기를 타거나, 높은 산에 올라가면 흔히 귀가 먹먹해지는 현상을 느끼셨을 것입니다.  바로 여러분 인체 내 공기공간의 압력과 외부의 압력이 달라졌기 때문인데요.  우리 인체의 몇 곳에는 공기 공간이 있어 압력의 변화를 느낄 수 있는데 바로 귀, 부비동, 폐가 있습니다.  한번 높은 산에 올라가거나 비행기를 탔을 때를 떠올려보세요. 귀가 먹먹해지죠?

 벌써 귀가 압력의 변화를 느꼈기 때문입니다.
 그러면 여러분들은 다들 어떻게 하시나요? 

압력변화에 민감한

압력변화에 민감한 부비동 


압력변화에 민감한 폐



 [인체의 공기공간이 3대장 귀,부비동,폐 ]



 아마 대부분, 침을 삼킨다거나, 턱을 움직인다거나, 코를 막고 코에 흥~~ 하고 바람을 넣어 귀로 공기가 나가면서 뽕~ 하는 느낌을 받으셨죠?  바로 그 방법이 우리의 인체와 외부의 압력을 같은 압력으로 만들어주는 이퀄라이징(압력평형)이라는 방법입니다.


 [ 이거 한번도 안 해보신 분들이 있을까요? 다 할 줄 아시죠? ]



 여러분은 이미 스쿠버다이빙의 아주 중요한 기술을 하나 알고 계신 것입니다.


 
 자, 물이 무거울까요? 공기가 무거울까요?
 당연히 물이 무겁습니다.

 무게가 가벼운 공기의 압력에도 이렇게 압력의 변화를 느낄텐데, 당연히 물의 압력, 즉 수압은 더욱 큰 반응을 하게 되겠죠. 여기서 많은 비다이버들이 항상 묻는 질문 중에 하나에 대한 대답을 해드릴 것입니다.


 " 수압 때문에 몸 눌려서 터지면 어떻게 해요? "

 
 음, 물의 압력 수압은 정말 여러분 생각대로 엄청나게 큽니다. 깊으면 깊을 수록 더 커지죠. 그런데 신기하게도 인간이 다이빙 하다가 수압으로 터지는 일은 없다고 보시면 됩니다. 일단 인간이 다이빙 가능한 수압이 인간을 터트릴 정도의 수압이 되지 않을 뿐더러 인간의 신체는 압력을 골고루 분배해주는 액체로 대부분 구성되어 있기 때문입니다.  하지만 수압은 공기의 압력과 마찬가지로 인체 내부의 공기공간 (기억하시죠? 귀,부비동,폐)에서 만큼은 엄청난 위력을 발휘합니다.  그렇기 때문에 지금부터 설명하는 이 압력에 관한 것이 다이빙을 배움에 있어 아주 중요한 역할을 하게 됩니다.
 



 우리는 해수면, 즉 지표에서 항상 공기의 압력에 눌려있습니다. 이 압력을 우리는 1기압으로 정해놓습니다. 이 것을 또 다른 표현으로는 1 BAR(바)라고 합니다. 우리는 항상 1기압,1바에 해당하는 압력을 받고 있는 것입니다.

 그리고 이 압력은 물에 들어가면 수심 10미터 마다 1기압씩 증가하게 됩니다.
 정리하면 다음과 같습니다.

 수심 0 M ( 해수면, 지표면 )  = 1 대기압
 수심 10M = 2 대기압
 수심 20M = 3 대기압
 수심 30M = 4 대기압
 수심 40M = 5 대기압

 어때요? 간단하죠. 항상 1대기압인 우리는 수심 10미터마다 1기압씩 증가하는 압력을 받게 된다는 얘기입니다.
 자, 그럼 이 압력은 어떤 역할을 하게 될까요?


 재밌게도 이 압력에 따라 공기부피와 밀도도 다르게 변합니다.
 간단한 원리이죠.

 예를 들어 아까 풍선의 예를 들었는데 공기가 가득 찬 풍선을 물 속에 끌고 가지고 내려갔다고 가정해봅니다. 
 1대기압에 노출되있던 풍선은 수심 10M로 가면 2대기압의 압력을 받게 됩니다. 

 그렇다면 압력 즉, 눌러지는 힘을 받은 것이죠. 그러면 풍선 부피는 어떻게 될까요. 줄어 들 것입니다. 밀도는 어떻게 될까요? 분명 풍선 내부의 공기는 그대로 있는데 부피가 줄어들어 서로 밀착이 되어있을테니 밀도는 올라가겠죠.  이해 가시죠?

 위에 있는 대기압에 따라 정확하게 다음과 같이 부피와 밀도는 변화합니다.

 수심 0 M ( 해수면, 지표면 )  = 1 대기압 , 공기부피 1 , 공기밀도 1
 수심 10M = 2 대기압 , 공기부피 1/2 , 공기밀도 2
 수심 20M = 3 대기압 , 공기부피 1/3 , 공기밀도 3
 수심 30M = 4 대기압 , 공기부피 1/4 , 공기밀도 4
 수심 40M = 5 대기압 , 공기부피 1/5 , 공기밀도 5

 신기하죠?
 즉, 풍선을 (안터진다고 가정하고) 수심 40미터로 가지고 내려가면 원래 부피의 1/5이 되며, 자연스럽게 그 안에 공기들은 작은 공간에 머물러야 하기 때문에 밀도가 5배가 올라가게 되는 것이죠. 약간 복잡한듯 하지만 쉽게 이해가 되실 겁니다.  

10미터 마다 기압은 1씩 증가
공기의 부피는 기압에 비례해 감소

공기의 밀도는 증가




 지금 배우고 계신 바로 이 압력의 영향이 스쿠버다이빙을 함에 있어 여러 중요한 안전원칙을 쉽게 이해할 수 있게 되는 것이니 반드시 이해가 꼭 가실 때까지 알아두시는 것이 좋습니다. 


 따라서 이 압력 때문에 우리는 물 속에 들어가면 육지에 있을 때와는 달리 기압이 증가함에 따라 우리 몸 속의 공기공간 귀,부비동(코안에 위치),폐 등의 공기공간은 압력평형이 필요해지는 겁니다. 그리고 이 압력평형은 위에 설명 할 때 언급했던 그 방법들과 똑같습니다. 코를 막고 코에다 흥~ 바람을 넣어준다던지, 침을 삼킨다던지, 턱 관절을 움직이는 방법이죠. 어렵지 않습니다.


 자, 그리고 이 때문에 또 다이빙의 중요한 원칙 하나가 나옵니다.



 " 절대 숨을 참지 않는다, 항상 호흡한다 "


 어때요? 정말 쉽죠? 스쿠버다이빙을 함에 있어 숨을 참지 않으면 됩니다. 그냥 항상 호흡하면 됩니다.  숨을 참아야 된다는게 아니라 항상 호흡하라는게 가장 중요한 스쿠버다이빙 원칙이라니 너무 쉽죠? 이거 못하시는 분들 지금 이 글 못읽고 계시죠. 숨을 못쉬면 다 죽으니까요. 지금 다 멀쩡히 숨쉬고 살아계시잖아요. 어때요? 참 쉽죠.


 그래서 다이빙 강사들이 흔히 얘기합니다.
 " 걱정마세요. 숨만 쉬세요 "

 네. 숨만 쉬면 됩니다. 세상에 이렇게 쉬운 레포츠가 어딨습니까? ㅋㅋㅋㅋㅋㅋ


 왜 숨을 절대 참지 않는다가 가장 중요한 원칙이 될지는 조금만 생각해보면 나옵니다. 우리 몸안의 폐는 또 하나의 튜브라고 설명드린적이 있습니다. 심지어 튜브보다 더 월등히 좋은 부력기구이죠. 공기를 넣었다 뺐다 할 수 있으니까요. 그런데 우리가 항상 호흡을 하는 동안은 괜찮습니다. 그런데 만약에 우리가 숨을 참게 되면 어떻게 될까요? 풍선의 입구를 틀어막은것처럼 폐에 공기가 있는 상태로 풍선입구를 막은게 되는거죠? 그렇다면 이 상태에서 우리가 호흡을 참게 되면 어떻게 될까요? 


 위에 배우신대로 우리의 폐는 풍선이 되어,  수압으로 인해서 수심이 낮아지거나 깊어지거나 함에 따라 부피도 커졌다 줄어들었다 하겠죠? 물론 여러분이 생각하는 만큼 큰 변화는 아니니까 걱정하지 않으셔도 됩니다만 그래도 좋은 방법은 아닐것입니다. 


그렇기 때문에 스쿠버다이빙의 가장 중요한 원칙 중 하나는 바로  '숨을 절대 참지 않는다, 항상 호흡한다 '입니다. 



 오늘 이렇게 압력이 공기부피와 밀도에 주는 영향을 배워봤고, 더불어 이 압력 때문에 스쿠버다이빙을 하면서 우리가 뭘 해줘야하고, 뭘 하면 안되는지 간략하게 배워봤습니다. 스쿠버 다이빙을 배울 때 이론 공부도 열심히 하셔야, 왜 내가 그 행동을 해야하고, 왜 그 행동을 하지말아야 되는지 쏙쏙 이해가 되어 실전에서 더욱 쉽게 하실 수 있게 됩니다. 이론도 소홀히  하지 마세요! 즐겁고 안전한 다이빙을 위한 첫걸음입니다.


 다음 시간에는 압력에 대해 좀 더 심도 있는 내용을 다루도록 하겠습니다.  항상 안전하고 즐거운 다이빙 하세요!


 ★ 이 글에 도움을 주신 분 : BADASANAI DIVE 이경무 대표강사


 복습)
 1) 부력은 다이빙의 즐거움과 관련이 있다면, 압력은 다이빙의 안전과 관련이 있다.
 2) 다이빙 할 때 절대 숨을 참지 않는다.
 
 이정도만 기억하시면 될것 같네요



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다이버스하이 SUPERCOOL.

스킨 스쿠버다이빙의 모든 것, 다이빙 정보와 이론 등을 담은 블로그




 
 안녕하세요. 
 스킨 스쿠버 다이빙의 모든 것 Diver`s High에서 스킨 스쿠버 이론 강좌를 시작하게 되었습니다.  한국 혹은 필리핀 등에서 다이버들을 만나보면 가끔 이론교육을 제대로 받지 못했거나 혹은 이론의 중요성을 간과하고 다 잊은 다이버들을 보곤 합니다.  다이빙이 안전한 스포츠가 되기 위해서는 최소한의 소양이란 것이 필요하고, 그런 탄탄한 이론을 바탕으로 꾸준한 스킬연마를 통해 더욱 안전한 스포츠가 되는 것입니다. 아무쪼록 이 작은 강좌를 통해 이제 막 다이버의 길에 들어선 초보다이버는 이론소양을 쌓을 수 있고, 이론을 다 잊은 다이버들은 다시 한번 옛 기억을 되살리길 바랍니다.


 스쿠버 다이빙이 아무리 즐거워도, 첫째도 안전, 둘째도 안전이니까요, 다이버스 하이를 방문하시는 다이버분들은 꼭 안전하고 즐겁게 다이빙을 즐기시길 바라겠습니다. 그러면 대망의 다이버스하 스킨 스쿠버 이론교실 그 첫째 시간 시작하겠습니다.


[스킨스쿠버 이론강좌] #1 부력 (Bouyancy)

 스쿠버 다이빙과 부력은 뗄레야 뗄 수 없는 관계인데요, 지금부터 이 이론을 잘 살펴보시면 앞으로 다이빙을 함에 있어 많은 도움이 되리라 여겨집니다. 모르는 것은 언제든 물어보시고요, 모르는 것 보다 모르는데도 알려고 하지 않는게 더 위험한거 아시죠? 망설이지 말고 언제든 물어보세요!

 
 부력 ( Buoyancy , 浮力 (뜨는 힘) )


 여러분은 한번이라도 대형 크루즈 여객선은 물 위에 뜨지만, 동전은 물에 가라앉는 이유에 대해 생각을 해본적이 있나요?  아마 막연히 부력이라고 학교에서 배운 상식으로 알고 있지만 아마 정확하게 설명하라고 한다면 헷갈릴 수도 있을겁니다. 

 [ 왜? 어떻게 저 무거운 배가 물에 뜰까? ]



 [ 왜? 가볍고 작은 동전은 물에 가라앉을까? ]




 이유는 간단한데, 대형 크루즈 여객선이 동전보다 물을 밀어내는 양이 많기 때문입니다. 즉, 어떤 물체가 물에 뜨는지 가라앉는지의 여부는 자신의 무게와 얼마나 많은 양의 물을 밀어내는가 즉 부피에 따라 달라집니다.  간다히 다시 한번 정리하면,  다음과 같습니다.


물체가 물을 밀어낸다.



 어떤 물체를 물에 놓았을 때, 물체는 물을 밀어낼 것입니다.  물체는 그 물체가 밀어내는 물의 양에 해당하는 무게와 동일한 힘의 부력을 받습니다.  이 때, 물체가 자신의 무게보다 더 많은 양의 물을 밀어낸다면 물체가 뜨고, 자신의 무게보다 더 작은 양의 물을 밀어낸다면 그 물체는 가라 앉게 되는것이죠.   만약, 물체의 무게와 똑같은 무게의 물을 밀어낸다면 뜨지도,가라앉지도 않는 상태가 됩니다.


 큰 배 = 부피 큼 → 밀어내는 물의 양이 큼 →  배의 무게보다 물의 양이 커서 물에 뜸
 동전  = 부피 작음 →  밀어내는 물의 양이 작음 →  동전의 무게보다 물의 양이 작아서 물에 가라앉음


 조금 이해가시죠?

배가 가라앉지 않는 이유는 큰 부피로 밀어내는 물의 양이 많다.





 스쿠버다이빙과 부력 

 이 부력의 원리를 알고나면 수영이나, 스쿠버다이빙이 훨씬 배우기 쉬워지고, 부력의 이해도가 높아지면 전반적인 스쿠버다이빙의 이해도가 높아집니다. 왜냐하면 부력은 스쿠버다이빙과 특히 아주 밀접한 연관이 있는 물리법칙이랍니다. 


 물체가 뜨는 부력을 양성부력(Positive Buoyancy) , 가라앉는 부력을 음성부력 (Negative Buoyancy) , 뜨지도 가라앉지도 않는 부력을 중성부력(Neutral Buoyancy)이라고 부르고, 다이빙은 바로 이 부력의 변화를 이용하는 레포츠입니다. 

 

양성부력 / 중성부력 / 음성부력



 예로 쓰기엔 적절한 상황은 아니지만 여러분이 이 부력에 대해 가장 쉽게 머릿속에 떠올릴 수 있는 예가 바로 조폭영화에 나오는 한 장면입니다. 일본 야쿠자영화라던가 조폭영화를 보면 사람의 시체를 바다에 버릴 때, 반드시 무거운 쇠사슬로 감거나, 무게추를 달거나 하는 장면을 보신 적이 있을 것입니다. 이는 바로 사람의 몸은 기본적으로 양성부력이기 때문이죠. 즉 사람은 물에 뜰 수 밖에 없습니다. 그러니 물에 가라앉을까 걱정안하셔도 되고, 본인이 맥주병이라고 생각하시면 아주 잘못된 생각을 가지고 있으신겁니다. 



 [ 사람은 무조건 물에 뜨게 되있다 ]


 [ 사람이 물에 가라앉을 수 있다면 굳이! 이럴 필요까지는...] 


  그렇기 때문에 스쿠버다이빙을 하게 되면 반드시 착용하는 장비 중의 하나가 바로 납덩어리 ( weight) 입니다.
  사람은 정상적인 방법으로는 물에 가라앉을 수 없기 때문에 납덩어리를 차고 들어가야 합니다. 그리고 물 속에 들어가서는 BCD라는 장비로 부력을 조절해 때로는 양성부력, 때로는 음성부력을 유지해 몸을 조절해줍니다. 그리고 다이빙에서는 가장 중요한 것이 중성부력입니다.


부력 조절 기구는 쉽게 생각하면 

공기를 넣었다 뺐다 할 수 있는 튜브!



 다이빙은 착용하고 있는 BCD의 부력과 또 하나 우리가 우리 신체에 이미 가지고 있는 또 하나의 부력기구인 폐를 이용해서 중성부력을 맞추어 즐기는 레포츠입니다.  중성부력은 앞서 설명했다시피 뜨지도, 가라앉지도 않는 부력이기에, 물 속에서 중성부력을 유지한다면 우리의 몸은 우주에서 처럼 무중력 상태가 됩니다.  그렇게 되면 물 속에서 힘을 거의 들이지 않고 움직이는게 가능하죠.  조금 이해가 가시나요?



 일반적으로 부력은 민물보다는 바닷물이 더 커지는데요. 이유는 간단합니다.
 민불보다 바닷물이 무겁기 때문이죠. 즉 물이 무거우니까, 밀어낸 물에 대한 부력도 더욱 커지는 것이죠.

 같은 부피더라도 바닷물이 더 무겁다 → 더 무거운(더 많은 양) 물을 밀어냈기 때문에 물에 뜬다.


 다시한번  잠깐 정리!!!
  내 몸무게보다 많은 양의 물을 밀어낸다면 물에 뜬다.
  내 몸무게보다 적은 양의 물을 밀어낸다면 물에 가라앉는다.

 
 때문에, 우리가 스쿠버다이빙을 할 때, 물 위에 떠있는 상태에서, BC에 공기를 배출 한 뒤에도 쉽게 물 속으로 가라앉지 않는 이유는 사람의 신체 자체가 무게에 비해서 부피가 크기 때문입니다. 게다가 우리 몸안에는 이미 폐라는 부력조절기구가 하나 더 있기 때문이죠.  그렇기 때문에 스쿠버다이빙을 할 때 물 속으로 가라앉기 위해서는 폐안의 공기를 모두 내쉬어야지만 가라앉게 됩니다. 그 것도 아주 천천히 말이죠. 그만큼 사람은 물 속에 가라앉기가 힘듭니다. ( 심지어 납덩어리를 찼는데도 말이죠 )


수중의 무중력을 경험해 본 사람들은 그 맛을 잊지 못합니다.



 스쿠버다이빙을 맨 처음 배우고 사람들이 가장 신기해 하는 것 중에 하나가 바로 이 부력에 관한 것인데, 자신의 폐에 호흡을 들이쉬고 내쉬는 것만으로 몸이 자유자재로 움직여지는 것에서 많은 사람들이 큰 재미와 흥미를 가집니다. 스쿠버다이빙의 매력에 푹 빠지게 된다면 대부분 가장 먼저 익숙해지고 싶어하고 즐기고 싶어하는 것이 바로 이 부력조절이죠.  최대한 쉽게 설명하려고 했는데 쉽게 이해가 가셨는지 모르겠네요!




 3줄요약
 1. 부력은 물체(부피)가 물을 밀어내는 힘이다.
 2. 밀어낸 물의 무게가 물체의 무게보다 많으면 뜨고, 적으면 가라앉는다.
 3. 스쿠버다이빙은 이런 부력을 조절해서 즐기는 레포츠다.

 
 부력의 개념을 조금 파악하셨는지 모르겠습니다. 이해 안되시는 부분이 있으면 언제든 물어보세요! 그럼  다음 시간엔 또 중요한 요소 압력에 대해 알아보도록 하겠습니다. 




 ◆ 이 이론교실은 '스쿠버 동호회 BADASANAI DIVE' 이경무 대표강사님의 도움으로 작성되었습니다.
 안 가르칠 지언 정, 잘못 가르치지 않겠다라는 
 철학을 가진 바다사나이 다이브 링크 : http://www.BADASANAI.com





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