[수학 이야기]치타, 송골매, 돛새치 지구에서 가장 빠른 동물을 찾아라(속도에 대하여)

 

“오늘 몇 시까지 학교에 갈 수 있을까?”

“여행을 간다면 몇 시간이나 걸릴까?”
아침에 일어나서 집을 나설 때부터, 우리는 ‘거리와 시간’을 따지고 ‘속도’를 가늠합니다.
버스를 기다리면서 도로 위를 질주하는 자동차를 보거나, 달리기 시합에서 친구와 누가 더 빠를지 고민해 본 적이 있죠.
이처럼 속도는 우리의 삶에 가장 가까운 개념 중 하나예요. 그런데 막상 ‘속도가 뭐야?’라고 물어보면 떠오르는 것은 ‘빠르다, 느리다’ 정도의 느낌일 때가 많아요. 오늘은 조금 더 정확하고 재미있게, 속도의 기본 개념과 함께 세상에서 가장 빠른 동물 이야기를 나눠볼까 해요.

 

1. 속도의 기본 개념 

  ○ 정의:

- 속도는 흔히 ‘거리 ÷ 시간’으로 표현해요. 예를 들어, 1시간 동안 10km를 이동했다면 그 속도는 시속 10km(h)라고 할 수 있죠. - 조금 더 단순화하면, 속도 = 이동거리 / 걸린 시간이 됩니다.

  ○ 단위:

- 대표적으로 시속(㎞/h)과 초속(m/s)이 있어요. 자동차는 보통 시속, 과학 실험에서는 초속 단위를 많이 쓰죠. - 시속 1㎞는 1시간에 1킬로미터를 간다는 뜻이고, 초속 1m는 1초에 1미터 이동한다는 의미예요.

얼핏 보면 복잡해 보이지만 복잡하지 않아요. ‘내가 몇 분 안에 이 거리를 갈 수 있지?’라는 일상적인 궁금증을 단순히 숫자로 계산해 주는 도구라고 생각하면 됩니다.

 

 

2. 일상생활 속 속도

-등하교 시간: 집에서 학교까지 2km라고 할 때, 30분이 걸린다면 시속은 어떻게 될까요? 2km ÷ 0.5시간(30분) = 시속 4km. -자전거 타기: 평소 시속 10~15km 정도로 달려요. 동네 마실에 나가기 딱 좋은 속도죠. -자동차 운전: 시내에서는 시속 30~60km 정도, 고속도로에서는 100km/h 전후로 달리게 돼요.

 

이처럼 속도라는 개념만 알아도 얼마나 빨리 움직이는지 쉽게 판단할 수 있답니다.

 

 

3. 동물들의 놀라운 속도 비교 

  ○ 육상에서의 지배자, 치타(Cheetah)

치타가 끝없이 펼쳐진 초원을 가르며 번개처럼 질주하는 모습을 다큐멘터리에서 본 적 있으신가요? 육상에서 가장 빠른 육상 동물로 알려진 치타는, 단거리에서 시속 100km 이상을 낼 수 있다고 해요. 어떨 때는 시속 120km에 달한다는 연구 결과도 있답니다.
그렇다면 시속 100km가 얼마나 빠른 걸까요? 한 시간에 100,000m를 이동한다는 말이니, 초속으로 환산하면 대략 27~28m/s 정도가 됩니다. 순간 단 1초(똑딱하는 순간)만에 25m 이상을 순식간에 뛰어간다는 뜻이지요. 이렇듯 폭발적인 가속력이 치타의 대표적인 특징입니다. 다만 체력 소모가 크기 때문에, 이 어마어마한 속도를 오래 유지할 수는 없다고 하네요.

육상에서 제일 빠른 치타, 100km이상의 엄청난 속도로 달려 사냥감을 사냥한다.(출처: 픽사베이)

  ○ 하늘의 번개, 송골매(Peregrine Falcon)

하늘을 자유롭게 누비는 송골매는, 특히 사냥할 때 보여주는 급강하 속도가 전 세계에서 가장 빠른 동물 중 하나로 꼽힙니다. 어떤 연구에 따르면 시속 390km 정도를 기록했다고 해요. 상상해 보세요. 자동차로 시속 300km를 달리려고 해도 슈퍼카나 특수 차량이 필요할 텐데, 송골매는 자체 몸체만으로 이 보다 훨씬 더 빠른 속도를 낼 수 있다는 거죠.
송골매가 이렇게 빠른 속도를 낼 수 있는 데에는 체공 자세와 날개 구조가 큰 역할을 해요. 몸을 최대한 유선형으로 만들어 공기저항을 줄이고, 날개를 접은 상태로 급하강을 시도하면 엄청난 속도가 붙는답니다. 먹잇감을 발견하면 높은 하늘에서 빠른 속도로 낙하해 순간에 제압하는 사냥법을 택하죠.
그렇다면 시속 390km를 초속으로 환산하면 어떨까요?
390,000m(1시간 이동 거리) ÷ 3600초 = 약 108m/s 정도.
즉 송골매는 단 1초에 108m 이상을 떨어질 수 있다는 말이니, 하늘에서 내려오는 번개처럼 느껴질 만도 합니다.

하늘을 나는 송골매, 급강하 속도가 300km라니 가히 하늘의 번개로 불릴만 하다(출처: 픽사베이)

 

  ○ 바다의 로켓, 돛새치(Sailfish)

푸른 바다 속에서도 치타나 송골매 못지않은 속도왕이 있습니다. 대표적으로는 돛새치를 들 수 있는데, 종종 시속 110km를 넘나드는 기록이 보고되기도 해요. 덩치가 큰 청새치(Marlin) 역시 비슷한 속도를 낼 수 있다고 하죠.
돛새치는 머리부터 꼬리까지 이어지는 유선형 몸체를 가지고 있어, 물속 저항을 최소화합니다. 빠른 속도로 헤엄치다가 먹잇감을 발견하면 몸을 재빨리 움직여 한 번에 돌진합니다. 이때 등지느러미(돛 모양)도 펴졌다 접히며 방향을 바꾸는 데 도움을 주죠.
물속에서 이런 속도를 낸다는 건, 상당히 놀라운 일입니다. 왜냐하면 공기보다 밀도가 훨씬 높은 물에서 이토록 빨리 움직이기 위해선 어마어마한 추진력과 신체 구조가 필요하기 때문이죠. 돛새치는 등을 따라 나 있는 지느러미를 적절히 접고 펼치면서 물 저항을 줄이고 방향을 잡아, 순식간에 목표를 향해 돌진하는 사냥 방식을 취한다고 해요.
110km는 110,000m, 이걸 1시간(3600초)으로 나누면 초속 약 30.6m 정도예요. 즉 물속에서 1초에 30m 이상 전진할 수 있다는 이야기인데, 이 정도면 정말 바다의 로켓이라 불러도 손색이 없겠죠.

바다의 로켓 돛새치, 바다에서는 따라올자 없는 속도왕이다.(출처: 내셔널 지오그라피)

 

 

 

4. 사람과 동물의 속도 비교

치타·송골매·돛새치의 놀라운 속도를 사람과 비교해 볼까요?
보통 성인 남성이 전력으로 달릴 때, 순간 시속 20km 전후라고 해요(지구에서 가장 빠른 사나이로 알려진 우사인볼트는 시속 44~45km랍니다. 저보다 2배 정도 빠른 거니깐 음... 진짜 무지 빠르죠?ㅎㅎ) 아이들이 체육 시간에 전력 질주할 때, 약 시속 10~15km 정도를 내죠. 이렇게 비교해 보니 이 동물들이 얼마나 빠른지 알겠네요. 치타와 송골매, 돛새치 중 지구상에서 가장 빠른 속도왕 1등은 송골매였어요. 치타와 돛새치는 나중에 한번 더 붙어보는 게 좋겠네요^^ 

 

 

5. 일상에서 속도를 즐기는 방법

사실 우리 모두는 일상에서 크고 작은 ‘속도’ 경험을 늘 하고 있어요. 조금만 주의를 기울이면, 속도를 이용해 더 재미있게 생활할 수 있답니다. 몇 가지만 소개해 볼게요.

  ○ 집에서 학교(또는 회사)까지, 나만의 거리·시간 체크

아침에 걸어서 등교(출근)할 때, 스마트폰 지도 앱이나 시계로 거리를 확인해 보세요. 예컨대 1.2km를 15분에 걸어갔다면, ‘속도’를 계산할 수 있겠지요. 시속 4.8km 정도가 나온다는 사실을 알면, 다음에 조금 더 빨리 걷거나 달려서 시간을 단축해 볼 수도 있어요.
이렇게 자주 체크하다 보면, 점점 “걸어서 10분” “자전거로 5분” 같은 감각적인 예측이 정확해진답니다.

  ○ 자전거 속도계나 GPS 앱 활용하기

직접 자전거에 속도계를 달아보거나, 휴대폰의 GPS 앱을 켜고 달려보는 것도 재미있는 방법이에요. 언덕길과 평지에서 속도가 어떻게 달라지는지 체감하며, 수치로 확인하면 훨씬 흥미롭습니다.(자전거 탈때는 늘 안전에 주의하세요!)

  ○ 가족과 함께하는 ‘속도 체험 놀이’

주말에 아이와 함께 공원에 나가서 100m 달리기 시합을 해보는 건 어떨까요? 시간도 재어보고, ‘너는 몇 초 걸렸네, 그럼 시속으로 환산하면 얼마 정도야?’ 하고 자연스럽게 이야기를 나눠보면, 수학이 재미있는 놀이로 바뀔 수 있어요.

  ○ 짧은 여행 계획에 ‘속도’ 개념 활용하기

드라이브를 할 때 지도 앱이 예상 소요 시간을 알려주죠. 이 시간을 기준으로, ‘우리가 시속 몇 km로 가면 1시간 이내에 도착할 수 있을까?’라며 미리 계산해 볼 수 있어요. 아이에게 ‘만약 중간에 휴게소에 들르면 몇 분이 추가될 것 같아?’라는 식으로 질문해 보면, 실전에서 속도를 쉽게 이해하게 되죠.

 

6. 마무리하며: 속도를 알면 세계가 훨씬 다채로워진다

속도 = 거리 ÷ 시간. 간단한 공식이지만 이를 알고 나면, 우리 주변의 크고 작은 움직임들이 새롭게 보이기 시작해요. 치타가 몇 초 만에 먹잇감을 따라잡는지, 송골매가 몇 분 안에 수백 미터 상공에서 급강하하는지, 돛새치가 물살을 가르며 어디까지 순식간에 이동할 수 있는지… 모두 속도를 통해 수치로 보이게 되는 거죠.
무엇보다 속도를 이용해 일상에서 작은 목표를 잡고 계산해 보면, 수학·과학과도 친해질 수 있어요. ‘집에서 공원까지 달려갈 때 내 평균 속도는 몇 km/h일까?’ 같은 질문에 답해나가며, '아, 수학이 이렇게 쓰이기도 하는구나.'하고 즐겁게 체험하게 된답니다. 
이처럼 속도를 단순히 숫자로 표현되는 수학 용어가 아니라, 생활에서 즐겁게 활용하고, 세상을 이해하는 도구로 삼으면 좋겠어요. 또 속도뿐 아니라 다른 여러 가지 수학적 개념도 실생활에 적용하는 습관을 길러 보세요.