마천루 설계에서 최대 고려 사항은 바람이다. 빌딩이 항상 뻣뻣이 서 있는 것 같지만 사실은 그렇지 않다. 빌딩은 거대한 돛처럼 거동한다. 그래서 빌딩이 바람에 흔들리고 기우는 것을 최소화하기 위한 여러 공학적 기술이 요구된다. 구조적 문제만 있는 것은 아니다. 인간은 흔들림과 진동에 매우 민감하다. 잘못 설계된 건물에 있다가는 바람이 심하게 불 때 멀미가 날 수도 있다.
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마천루의 문은 왜 거의 예외 없이 회전문일까? 회전문이 이렇게 널리 보급된 데에는 보다 과학적인 이유가 있다. 고층건물에 발생하는 여러 문제 중 하나가 굴뚝 효과다. 건물 내부와 외부의 온도 차이 때문에 생기는 현상으로, 열을 받으면 위로 올라가는 공기의 성질과 관계있다. 이 현상은 더운 기체의 원자들이 차가운 기체의 원자들보다 상대적으로 분산도가 높기 때문에, 즉 밀도가 낮기 때문에 발생한다.
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어째서 새들은 고압 전선에 앉아도 감전사하지 않는 걸까? 높다란 전선을 횃대 삼아 앉아서 도시민을 굽어보는 새들에게는 전기가 통하지 않는 걸까? 그렇지 않다. 전기에 관계된 일이 다 그렇듯, 새들의 생존도 전적으로 ‘연결’의 문제다. (…) 엄지와 검지 사이에 건전지를 잡으면 완벽한 회로가 만들어진다. 하지만 새가 고압 전선에 앉을 때는 어떤 회로도 완성되지 않는다. 건전지의 한쪽 전극에만 손가락을 올려놓은 셈이기 때문이다. 회로도 아니고, 전기의 흐름도 없다.
그렇다고 해서 고압 전선을 한 가닥만 만지는 것은 괜찮다는 말은 결코 아니다. 그랬다가는 죽는다. 새들이 무사한 이유는 두 발을 모두 같은 전선에 대고 있기 때문이다. 새들은 전선에 앉아 있지만 전선 외에 다른 것과는 전혀 닿아 있지 않다. 따라서 전류가 이동할 경로가 없다.
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현재는 도시 가정이 쓰는 식수의 약 1/3이 화장실에서 소비된다. 낭비가 아닐 수 없다. 하지만 얼마간의 전향적 계획과 투자를 통해서 미래의 건물들은 목욕과 세탁으로 발생한 그레이워터를 다시 화장실 용도로 쓸 수 있다. 샤워 물을 식물 재배에 사용하는 등의 비공식적인 방법으로 그레이워터를 재사용하는 곳이 많다. 세탁과 목욕으로 발생한 ‘대체로 깨끗한’ 물을 재사용하는 일이 모두의 규준이 되어 화장실의 물 낭비를 대폭 줄일 날이 멀지 않았다. 과학자들은 그레이워터의 활용도를 높일 방법을 찾고 있다.
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오늘날의 열차가 감당할 수 있는 최대 경사는 얼마일까. 30도? 아니면 40도? 미안하지만 여러분의 짐작은 엄청나게 빗나갔다. 마찰 기반 열차가 감당할 수 있는 최대 경사는 고작 4도다. 그것도 경사로가 짧을 때나 가능하다. 열차에 작용하는 마찰력의 변화 때문이다.
평소 열차가 선로를 따라 무사히 움직이는 것은 마찰이라는 고마운 접착력 덕분이다. 하지만 경사가 급해질수록 이 접착력이 약해져 더는 바퀴가 레일과 접촉을 유지하기 힘들어진다. 그러면 열차가 통제력을 잃고 도로 미끄러져 내려간다. 미미한 경사도 열차의 견인력에 커다란 차이를 만든다. 300톤 열차의 경우 1도 경사를 올라가려면 평지를 달릴 때보다 두 배의 힘을 써야 한다.
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사물인터넷이 앞으로 몇 년 내에 우리의 아침을 완전히 바꿔놓을 수도 있다. 잠을 깨우는 알람이 샤워기와 커피머신에게도 작동 명령을 내린다. 이와 동시에 일기예보, 교통정보, 대중교통 시간표, 개인 일정표를 한데 묶는 소프트웨어가 그날의 목적지까지 최적 노선을 짠다. 도시 곳곳에서 빌딩과 차량을 감시하는 센서들이 스스로 점검보수 일정을 잡고, 작물이 도시 농부에게 수확 시점을 예고하고, 쓰레기통들이 관할 관청에 쓰레기 수거 시점을 통지한다.