장영실의 발명품 중 자격루란 것이 있는데, 여기에 반영된 과학원리는 무엇인가요

Question

장영실의 발명품 중 물시계인 자격루란 것이 있잖습니까, 여기에 반영된 과학원리는 무엇인지 궁금합니다. 설명을 부탁드립니다.

아테나 · Accepted Answer

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.자격루는 물의 흐름을 이용하여 시간을 계측하고, 시보 장치로 시각을 알리는 자동 물시계이다. 세종 16년(1434) 6월에 장영실(蔣英實), 김빈 등이 처음으로 만든 보루각루(報漏閣漏)에서 유래하며 국가의 표준 계시기(標準計時機)로 사용되었다.세종실록 속의 자격루는 크게 물의 양이나 유속 등을 조절하는 수량 제어 장치와 이를 바탕으로 시간을 알리는 시보 장치로 구성되는데, 물을 담아 흘러내리는 그릇인 파수호(播水壺) 4개, 물 받는 그릇인 수수호(受水壺) 2개, 12개의 살대, 동력 전달 장치와 시보 장치로 이루어져 있다.

김재훈 전문가 · Answer

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.장영실이 만든 자격루는 물의 흐름을 이용한 자동 물시계로 큰 물통에서 작은 통으로 일정한 속도로 물이 흘러내리는 낙차와 부력을 이용해 시간 경과를 측정합니다 물이 아래로 흐를 때 뜨는 부력 장치를 이용해 레버가 작동하며 이로 인해 정시에 종 징 북이 자동으로 울리도록 설계된 복합적인 기계 물리적 원리로 작동됩니다

하얀도화지113 · Answer

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.장영실의 발명품 중 자격루는 자동으로 시간을 알려주는 장치로 알려져 있습니다. 이 장치에 반영된 과학원리는 "물의 상승과 수위 변화에 의한 원리"입니다.자격루는 물이 특정한 높이로 상승할 때마다 그 높이에 따라 시간을 나타내는 원리로 작동합니다. 이를 위해 자격루는 일정한 간격으로 구멍이 뚫려있는 물을 담는 그릇이며, 그릇의 밑에는 시간을 나타내는 체계가 있습니다.물이 상승하면서 그릇에 있는 구멍을 통해 물이 흘러나가게 되고, 흘러나간 물의 양에 따라 시간을 나타내는 체계에 변화가 생깁니다. 이를 통해 시간의 경과를 알 수 있게 됩니다.자격루는 물의 상승과 수위 변화에 따라 시간을 측정하는 원리를 활용하여 작동하므로, 당시의 조선시대 기술과 자연법칙에 대한 이해를 기반으로 한 발명품이었습니다.

하이만 · Answer

안녕하세요. 이태영 과학전문가입니다.장영실의 자격루는 물시계의 일종으로, 일정한 양의 물이 일정한 시간에 흘러가도록 하여 시간을 측정하는 장치입니다. 자격루는 크게 두 부분으로 나눌 수 있는데, 하나는 시간을 측정하는 장치인 수조와 부표이고, 다른 하나는 시간을 알려주는 장치인 시보장치입니다.수조는 물을 담는 그릇으로, 부표는 수조에 떠 있는 물체입니다. 부표는 물이 흘러 들어가면 점점 위로 올라오고, 올라온 만큼 시간을 측정할 수 있습니다.시보장치는 일정한 시간마다 구슬을 방출하여 시간을 알려주는 장치입니다. 시보장치는 동판, 구슬, 은행잎 모양 갈고리 등으로 구성되어 있습니다. 동판에는 일정한 간격으로 구멍이 뚫려 있고, 구멍의 간격은 시간에 따라 다릅니다. 은행잎 모양 갈고리는 구슬을 저장하는 역할을 하고, 동판의 구멍을 지나가면 구슬을 방출합니다.자격루의 작동 원리는 다음과 같습니다.1. 수조에 물을 채웁니다.2. 물이 부표를 밀어 올리면서 부표가 위로 올라옵니다.3. 부표가 일정한 높이에 도달하면 구슬이 방출됩니다.4. 구슬이 시보장치의 동판을 통과하면서 시보장치가 작동합니다.5. 시보장치가 종, 북, 징 등을 쳐서 시간을 알려줍니다.자격루는 조선시대에 만들어진 물시계이지만, 오늘날에도 그 과학적 원리가 뛰어나다고 평가받고 있습니다. 자격루는 일정한 시간에 구슬을 방출하는 시보장치가 핵심인데, 이 장치는 일정한 속도로 흐르는 물의 흐름을 이용하여 구슬을 방출하는 원리를 이용하고 있습니다. 이러한 원리는 현대의 시계에도 사용되고 있습니다.자격루는 조선시대의 과학 기술 수준을 보여주는 대표적인 유산으로, 2013년 7월 유네스코 세계기록유산으로 등재되었습니다.

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