피타고라스 회전기

 

 

 

                    

사진에서 보는 피타고라스 회전기는 1999년 여름에 만들어서 2회 수학체험전(부산대학교)에 처음 선을 보였던 것으로 기억된다.

피타고라스회전기 내부 소재는 모래를 넣을 생각을 했지만 전면이 아크릴이라 모래가 내는 흠집으로 아크릴이 뿌였게 되는 것 때문에, 유리를 썼는데 유리는 꺾인 부분에 금이 가고 또 교구로는 위험해서, 결국 전면은 아크릴로 쓰고 모래 대용으로 흠집을 내지 않는 소재를 찾다가 비드(미세한 유리가루)를 쓰게 됐었다. 그런데 아크릴 바탕판에 비드는 정전기가 생겨서 다시 정전기 방지처리를 해야 했다.

소재를 액체로 쓰면 표면에 묻는 것 때문에 의외로 오차가 생기고 깨끗하지도 않지만(물과 파라핀 오일로 실험) 미세한 틈으로도 누수되는 어려움이 있었다.모래(비드)도 오차가 생긴다. 다져지면 줄어들고 회전시키면 늘어난다. 모래의 양은 회전시킬 때의 기준으로 맞췄다.

모래가 각 방으로 이동하는(직각삼각형 두 예각의 밑) 폭을 조절하는 것도 쉽지 않다. 넓거나 좁으면 반듯하게 채워지지 않는다. 회전판의 테두리에 검은 점들은, 미세한 모래가 새지 않게 촘촘히 나사못으로 고정시킨 것인데, 실험하면서 몇번을 다시 풀었는지 모르고, 분홍빛인 모래(비드)는 모래시계를 만드는 곳에 파손된 모래시계의 모래를 얻어 고운 채로 걸러서 썼었다.

뒷판은 건조된 목재를 정교하게 붙혀서 만들었지만, 목재의 휨성 때문에 걱정했듯이 시간이 지나면서 생긴 미세한 틈으로 모래가 넘나들어서, 결국 전시교구로 수명을 다한 첫 피타고라스 회전기이다.  

 

 

 

 

        3~4년 전에 전시용으로 몇 개 만들었던 회전기 지지대중 하나

내부에 모터를 넣고 전면에 보이는 구멍으로 모터의 회전축을 내서 피타고라스 회전판을 걸었는데, 몇 회 체험전을 거치니까 회전축이 회전판의 연결볼트에 깎이고 모터도 고장났다.  그 후 모 재단에서 제작의뢰한 '전시용 피타고라스 회전기'는  회전축을 밸트와 볼베어링으로 고정시키는 구조로 바꿔서, 아이들이 마구 돌려도 고장나지 않게 만들었다. 아이들이 관심을 갖게 풍차모양을 만들고, 창문으로는 모터의 열기가 나가도록 설계했었다.

 

 

           

피타고라스 회전기판의 앞,뒤 사진인데 처음보다 세련된 모습이다.

피타고라스 정리교구를 오차없이 평면에서 구현하는 것도 조심스럽지만, 다시 공간을 두고 그 사이로 모래를 넣어서 맞춰야 하는 것은  또 다른 문제다. 아크릴의 내부면이 유리처럼 반듯하고, 특히 내부공간 때문에 돌려 붙이는 아크릴의 두께가 정확하게 맞아야 한다. 무심히 보면 아크릴의 두께가 일정할 것 같은데, 실제는 전혀 그렇지 않고 그 미세한 차이가 오차를 크게 한다. 

 

 

          

측면에 모래(비드)를 넣고 조절할 수 있는 구멍을 내고 작은볼트로 막았다.우측은 회전기에 들어가는 부품들이다.

 

 

               

지지대에 고정시킬 부품.

좌측 사진 중앙에 검게 보이는 것이 클러치(clutch)베어링인데, 회전기를 시계방향으로만 돌게 하고 반대방향으로는 돌지않게 한다. 이 것은 회전판을 시계방향으로 돌려야 모래(비드)가 구석까지 채워지고, 또 모래가 있는 곳으로 무게가 실려도 회전이 고르며, 어떤 형태든 정지한 상태를 유지해야 하는 조건 때문이다. 우측은 베어링과 축을 조립한 모습.

2005년 7월 출시분 부터는 내부에 클러치 베어링이 들어가던 자리에 우레탄 고무를 대신 넣었다. 역회전을 방지하기 위해서 넣었던 클러치 베어링이 고장의 원인이 되기 때문에, 어느 방향으로 돌려도 되는 구조로 바뀌었다. 

 

 

          

좌측부터 알미늄 부품과 지지대, 그리고  조립된 모습이다.

좌측 사진에 검은 동전같은 것은 가죽인데, 지지대 구멍에 넣고 알미늄 부품을 조립하면 축이 압력을 받아서 회전판 무게중심이 시계방향 앞으로 몰려도 넘어가지 않게 한다.나무기둥과 바닥판의 연결은, 기둥에 110x10x5mm 촉을 내고 바닥판엔 촉에 맞는 홈을 파서 본드를 바르고 끼운 뒤에, 다시 뒤에서 나사못으로 조였다. 둥근머리는 목선반으로 회전시켜서 깎고, 둥근머리 내경에 맞게 반원을 자른 기둥에 붙인 후, 무광락카를 칠한 것이다.

 

             

회전판 뒤에 알미늄 부품을 고정시키고, 다시 지지대 축에 무두(無頭)볼트로 연결된 모습.

 

 

 

               

쉽지 않은 과정을 반복해서 교구가 개발되고, 또 수학체험전에서  많은 사람들을 통해 나타난 문제들을 보완해서 완성된 피타고라스회전기인데 피타고라스 회전기가 사진과 같은 모습을 갖추기까지는, 피타고라스 회전판의 크기와 색깔, 지지대의 바닥판, 기둥의 규격과 머리부분 연결까지, 디자인 몰의 디자인 지원이 있었다.