나는 프로페서 오타쿠(Professor Otaku)다. 오타쿠인 대학교수이니 나름 자명한 작명이라고 생각한다. 여기서 애니나 슈퍼히어로물의 전통에 대해서 잠깐 생각해보자. 로봇 애니에는 주인공 로봇을 발명하거나 이후에 그 로봇을 관리하는 박사들이 대부분 등장한다. 마징가 Z에는 카부토 박사, 로보트 태권 V에는 김 박사, 겟타로보에는 사오토메 박사, 건담에는 레이 박사, 에반게리온에는 아카기 박사 등이 있다. (…) 어쨌거나 무슨무슨 박사나 교수가 등장해야 사람들에게 안심과 믿음을 주는 것 같다. 왠지 박사나 교수 같은 타이틀이 붙으면 굉장히 똑똑한 사람처럼 느껴지니 말이다. 이런 이유로 이 책을 읽는 독자들께서도 안심하시라. 나도 공학박사에 교수이니 말이다.
---pp.12-13

내가 ‘프로페서 오타쿠’가 된 이야기의 시작은 우연히 보게 된 1954년판 영화 〈고지라ゴジラ〉로 거슬러 올라간다. 어떤 이유로 그날 밤 〈고지라〉를 봤는지는 기억이 가물가물하다. 하지만 이 오래된 흑백영화에서 고지라가 처음 바다에서 나왔을 때 나는 한 가지 의문을 품었다. 거대한 괴수가 물속에서 나오거나 물속으로 들어갈 때, 고지라로부터 떨어지는 물의 움직임이나 그 주변 바닷물의 흐름이 내 기대와 달리 사람이 물에 들어가고 나올 때 일어나는 물의 흐름처럼 보였던 것이다. (…) 수십 미터 크기의 고지라가 물에 들어간다면, 그때 일어나는 바닷물의 흐름은 마치 거대한 배가 가라앉을 때 나타나는 물의 흐름과 같은 느낌이어야 했다. 나는 유체역학의 차원해석과 상사법칙을 통해서 이런 의문에 답할 수 있다고 깨달았다.
---pp.13-14

〈귀멸의 칼날: 무한열차편〉의 메인 빌런은, 십이귀월 중 하현 1인 ‘엔무’다. 무한열차가 달리는 내내 엔무는 기관차 위에 서서 열차에 탄 사람들과 주인공 일행을 괴롭힌다. 그런데 이 모습이 내 궁금증을 사로잡았다. 그림 2-4에서 보듯이 엔무는 달리는 기차 위에 매우 꼿꼿이 서 있다. 이상하지 않은가?
무한열차가 달릴 때, 기관차 위에 서 있는 엔무는 기차의 속도에 해당하는 맞바람을 맞는다. 우리가 자전거를 타고 움직일 때, 자전거 움직임의 반대 방향으로 바람을 느끼는 것과 같은 이치이다. 이때 기차의 속도가 만만치 않을 테니 엔무는 적지 않은 항력, 즉 바람의 저항력을 받을 것으로 예상된다. 우리는 강한 맞바람을 맞으면 보통 몸을 움츠리거나 앞으로 기울이는데, 엔무는 아주 꼿꼿이 서서 온몸으로 바람을 맞고 있다. 거기에 더해 양팔도 활짝 벌리고 있다. 역시 도깨비는 사람과는 다르다. 엔무가 온몸으로 받아내는 바람의 속도는 얼마나 될까?
---p.84

파리채 구멍에 대해 기계공학적으로 고찰해보겠다. 파리채는 구멍이 크면 공기가 잘 빠져나가 모기가 바람을 느끼지 못하거나 바람에 밀려나갈 확률이 매우 낮아진다. 하지만 크기가 작은 모기는 파리채 구멍으로 빠져나가 살아남을 확률이 높아진다. 밀가루가 구멍을 빠져나오는 것과 마찬가지이다. 그렇다고 구멍을 작게 만들면 모기는 못 빠져나가지만, 파리채를 움직일 때 바람이 크게 일어나 모기가 바람에 밀려 도망갈 확률이 높아진다.
또한 구멍 크기는 파리채의 스윙 속도에도 영향을 미친다. 구멍이 크고 많을수록 공기가 잘 빠져나가서, 움직이는 파리채는 공기저항을 덜 받는다. 반대로 구멍이 작고 수가 적을수록 공기가 못 빠져나가기 때문에, 파리채는 움직이면서 공기도 밀어줘야 하고 저항도 더 많이 받는다. 즉, 우리가 똑같은 에너지로 파리채를 휘두르면 구멍이 많은 파리채가 공기저항을 적게 받기 때문에 더 빠른 속도로 모기를 내려칠 수 있다.
이렇듯 파리채에 뚫려 있는 구멍은 단순하지만, 여러 가지 공학적인 고려를 해야 한다. 이럴 때 필요한 것이 기계공학적인 최적화이다.
---p.159

내가 초등학생이던 시절 유행하던 우스갯소리가 하나 있다. 조그만 돌멩이와 커다란 배 중에서 어떤 것이 더 무거울까? 다들 커다란 배가 더 무겁다고 생각하겠지만, 정답은 조그만 돌멩이다. 왜 그럴까? 배는 아무리 커도 물에 뜨지만 돌멩이는 물에 가라앉기 때문이다. (…)
물에 뜨는 배의 경우 수면 아래에 잠긴 선체 부분이 물을 밀어내는 부피에 해당하고, 부력이 배의 무게와 같도록 내부를 텅텅 비어 있게끔 설계한다. 하지만 돌멩이는 부피가 작아 부력이 작고 속이 꽉 차 있기 때문에, 돌멩이의 무게가 부력보다 커서 물에 가라앉는 것이다. 즉 부력의 절대적인 크기가 아닌, 부력을 받는 물체의 무게도 중요하다.
---pp.280-281

지금까지 타이거 모스의 부력에 대해 고찰하고 복잡한 계산도 해보았다. 결론적으로, 부력만으로는 이 비행선이 하늘로 떠오르지 않을 것 같다. 게다가 수소 풍선은 떠오르는 힘만 만들어낼 뿐, 타이거 모스가 앞으로 가는 힘, 즉 추진력을 만들지는 못한다. 다시 말해 타이거 모스에 수소 풍선만 있다면 타이거 모스는 하늘에 떠 있는 애드벌룬처럼 바람이 부는 대로 떠다닐 뿐이다.
그러면 타이거 모스에는 무엇이 더 있는 걸까? 그렇다. 앞의 그림 7-1가에서 보듯 프로펠러가 달린 한 쌍의 날개가 있다. 우리가 잘 알다시피 비행기에는 날개가 있다. 날개는 비행기가 날기 위해 필요한 장치이다. 날개는 양력(揚力, lift)이라는 떠오르는 힘을 만들기 때문이다. 양력은 부력과 다르게 날개를 지나는 바람이 있어야만 발생한다.
---p.293