제32회 전국학생과학발명품경진대회

수상작 297점 내달 20일까지 대전 국립중앙과학관 전시

‘고속 고감도 조율기’김유림 양 대통령상
국무총리상 ‘피토관 실험 키트’ 이준엽 군

‘제32회 전국학생과학발명품경진대회’에서 대전 성덕중 2학년 김유림 양이 ‘스트로보스코프 원리를 이용한 고속 고감도 조율기’로 대통령상을 받았다. 국무총리상은 ‘피토관 실험 키트’를 발명한 경북 경산과학고 2학년 이준엽 군이 차지했다.

이 대회는 국내 최고 권위의 청소년발명대회로 동아일보사와 교육과학기술부가 공동 주최하고 국립중앙과학관이 주관하며 한국야쿠르트가 협찬한다. 국립중앙과학관은 올해 대회에서는 전국 초중고교생들이 2만4133점을 출품해 열띤 경합을 벌인 끝에 297명의 수상자가 나왔다고 22일 발표했다.

심사위원장을 맡은 김명수 한국표준과학연구원장은 “발명품에 대한 학생들의 애착과 열의가 대단하다는 느낌을 받았다”며 “대통령상은 과학 원리를 실생활에 활용했다는 점에서, 국무총리상은 어려운 유체역학 원리를 독창적인 실험 키트로 쉽게 설계했다는 점에서 높은 평가를 받았다”고 말했다. 이은우 국립중앙과학관장은 “심사위원이 출품자와 일대일로 인터뷰하며 발명품에 대해 자유롭게 토론하는 방식을 채택해 참가자들에게서 호응을 얻었다”고 밝혔다.

대통령상과 국무총리상 수상자에게는 상금과 함께 유럽 등에서 해외 과학기술을 체험할 수 있는 연수 기회가 주어진다. 수상작 297점은 다음 달 20일까지 대전 유성구 국립중앙과학관 특별전시관에서 전시되며, 시상식은 다음 달 20일 KAIST에서 열린다.

이현경 동아사이언스 기자 uneasy75@donga.com
▼섬광 촬영 장치 이용… 바이올린 초고속 조율▼

●대통령상 김유림 양(대전 성덕중 2학년)

김유림 양이 바이올린을 조율하며 자신의 발명품인 ‘스트로보스코프 원리를 이용한 고속 고감도 조율기’를 시연하고 있다. 변영욱 기자 cut@donga.com

“초등학교 2학년 때부터 바이올린을 배우고 있어요. 연주하기 전 바이올린 네 줄의 음부터 정확히 조율하는 게 중요해요. 그런데 바이올린 조율기를 쓸 때마다 너무 불편하더라고요. 바이올린 줄을 튕기면 한참 기다려야 조율기에 음의 높낮이가 표시돼요. 게다가 미세한 음정 차이는 감지해 내지도 못해요.”

대전 성덕중 2학년 김유림 양은 바이올린을 연주하며 느낀 불편함을 ‘스트로보스코프 원리’로 해결한 발명품을 출품해 대통령상을 받았다. 스트로보스코프는 주기적으로 깜박이는 빛을 쬐여, 회전하는 물체를 마치 정지한 상태처럼 관측하는 섬광 촬영 장치다.

김 양이 개발한 바이올린 조율기는 레코드판처럼 생긴 동그란 회전판 위로 발광다이오드(LED)가 달려 있다. 가령 ‘라’ 음을 맞추기 위해 바이올린 활로 현을 켜면 LED가 반짝이면서 회전판이 돌아간다. LED의 진동수와 회전판의 회전 진동수가 ‘라’의 진동수(440Hz)와 일치하면 회전판 위에 선이 하나로 나타난다.

동그란 회전판 위 LED 설치 바이올린 활로 현을 켤 때 LED-회전판 진동수 맞춰

선이 회전 방향으로 흘러가거나 뒤로 흘러가는 것처럼 보이면 음이 ‘라’보다 높거나 낮다는 것이다. 청각장애인도 눈으로 보면서 바이올린을 조율할 수 있는 것이 특징이다.

김 양이 발명품에 스트로보스코프 원리를 적용한 계기는 바로 MP3플레이어 때문. 그는 MP3플레이어 화면에 불이 깜박이는 이유가 궁금해 조사하다가 스트로보스코프 원리에까지 이르렀다고 설명했다. 작년에는 바이올린의 연주 기법인 비브라토(떨림)에 이 원리를 적용해 과학전람회에서 특상을 받았다. 김 양은 “뛰어난 바이올린 연주자이면서 20세기 최고의 과학자인 아인슈타인이 이상형”이라며 “앞으로 과학과 음악을 융합한 연구를 하는 ‘뮤지컬 사이언티스트’가 되고 싶다”고 장래 희망을 밝혔다.

김 양을 지도한 이종국 성덕중 교사는 “과학과 음악 모두에 흥미를 가진 학생”이라며 “아이디어를 발명품으로 만드는 과정에서 교사인 저 자신도 많이 배울 수 있었다”고 전했다.

이현경 동아사이언스 기자 uneasy75@donga.com

▼물높이 측정해 풍속 계산… 실험 키트 첫 개발▼

●국무총리상 이준엽 군(경북 경산과학고 2학년)

이준엽 군이 자신이 발명한 ‘피토관 실험 키트’를 소개하고 있다. 변영욱 기자 cut@donga.com

“물리 수업을 들을 땐 분명히 풍속을 이해했다고 생각했어요. 그런데 막상 문제를 풀려고 하니 잘 모르겠더라고요. 유체역학 원리를 눈으로만 익혔지 손으로 직접 실험하지 않았기 때문이란 생각이 들더군요.”

경북 경산과학고 2학년 이준엽 군은 자칭 ‘물리 마니아’다. 교내 물리동아리 안에서도 ‘한 물리 한다’는 소리를 듣는다. 그런데 작년 ‘물리 I’ 수업 뒤 적잖이 충격을 받았다. 문제를 풀며 풍속을 복습하는데 도통 손을 댈 수가 없었다. 자료를 찾다 보니 비행기 동체에 붙여 항공기의 속도를 측정하는 ‘피토관’이 눈에 들어왔다. 피토관을 이용해 풍속을 측정하는 실험 키트를 만들어 보자는 데 생각이 미쳤다.

이 군은 길쭉한 유리관에 U자 모양의 피토관 3개를 붙였다. 유리관 한쪽 끝에는 소형 팬을 달아 스위치를 올리면 관에 공기가 흐르도록 했다. 공기가 바람 역할을 하는 셈이다. 피토관 안에는 물을 채워 압력 차가 생길 때 공기의 흐름을 물의 높이 변화로 알 수 있도록 했다. 피토관 3개 중 하나는 굵게 만들어 대조군으로 삼았다. 이 군은 “물의 높이를 측정해 풍속을 직접 계산할 수 있도록 설계한 실험 키트가 개발된 것은 처음”이라면서 “교내 물리동아리 회원들도 아이디어가 좋고 풍속의 개념이 머리에 쏙쏙 들어온다는 평을 내놨다”고 말했다.

이 군을 지도한 경산과학고 이승연 교사는 “아이디어를 발전시키는 과정에서 준엽이의 탐구력이 많이 신장했다”면서 “학생을 가르치는 교사 입장에서도 유용한 실험 키트”라고 말했다.

“과학경시대회에 나간 경험은 있지만 발명품을 출품하기는 이번이 처음”이라는 김 군은 첫 도전에서 좋은 성과를 낸 만큼 대학에 진학한 뒤에도 새로운 발명품에 계속 도전할 계획이다. 그는 5월 타계한 미국의 과학 저술가 마틴 가드너처럼 과학 대중화에 기여하고 싶다는 꿈도 밝혔다.

이현경 동아사이언스 기자 uneasy75@donga.com

▼32회 전국학생발명품경진대회 수상자 명단▼

▲대통령상 : 김유림(대전 성덕중)
▲국무총리상 : 이준엽(경북 경산과학고)
▲금상(15명)
문재훈(외도초),박우준(미성중),황정은(가좌고),노태현(서당초),전영신(대전삼천중),
김슬범(서산중),고가빈(문충초),최훈규(교하고),유영찬(경산과고),호성수(탑동초),
이원재(신기중),김재휘(전자디자인고),김태영(삼봉초),성경택(제일고),김종윤(학익고)

▲은상(90명)
문지영(제주서초),고건(오봉초),이승욱(소수초),김지은(남부초),김승욱(우산초),김해윤(동평초)김정아(백전초),최유경(죽향초),김태성(영상포초),조민규(방기초),김세원(충무초),김예찬(석현초)빈상욱(진교초),표창우(부흥초),장 채은(함월초),김영범(상명초),박희덕(달성초),김현지(진남초)강한솔(송탄중),변영무(범물중),안요셉(운암고),강인구(청량고),김성 주(송도고),염승택(대성고)이돈일(보인고),오진솔(근영여고),김다영(초지고),김병건(시지고),최원진(남창고),차영민(정동고)김승준 (의정부고),전하민(경남과학고),최병수(세광고),박태인(인천과학고),이동찬(울산과학고)송재현(한성과학고),이지원(하남중앙초),이가 은(동광초),김규호(상당초),양은정(신제주초)이한빈(성남초),이한울(옥산초),김지훈(중리초),한수연(삼척초),이형철(문산초),박치영(용동중)이성진(단양중),최호남(중리중),김준호(태종대중),조형민(김해경원고),이정훈(사대부고),김민욱(경원고)장웅수(동백고),김미진(설월여 자고),김서현(만호초),류혁진(만호초),이지원(원명초),김 현(신계초)박상은(인동초),이정은(화동초),김다영(가남초),전나영(창신초),이상원(도산초),송윤원(천천초)곽윤희(상관초),홍준우 (경운중),허 준(용곡중),이주석(화명중),송연우(수일고),황웅의(전남과학고)동식(충북과학고),김승현(경북과학고),박준범(대구과학고),민호영(제일초),윤나영(마성초),최태준(신암초),여창민(성명초),윤혜진 (다산초),인철교(함창중),김민수(서현중),김지원(부여여중)윤지원(부광여고),전희탁(북삼초),김민식(죽장초),신재원(언암초),윤희 문(백화초),윤소연(삼수초)은준범(만호초),김도형(남산중),이충훈(보성고)

▲동상(190명)
오서희(양사초),최지현(죽곡초),이영은(동막초),박도현(신흥초),채감수(내남초),정다혜(백운초)김규리(한라초),김밝은(염포초),양효원(신양초),황반석(계성초),윤하은(양평동초),박상현(동광초)김예린(금가초),박정호(예일초),김 남호(노암초),이동규(휘봉초),윤다연(함덕초),장소정(광일초)황원주(간문초),김도훈(마전초),김우현(성남초),김동준(풍북초),김길 주(송정초)엄시은(후포초),김혜민(동산초),방우현(난향초),임영재(침산초),전호정(성서초),윤다빈(용문초)송현경(신대초),주예진 (초학포분교),최성민(동천초),김윤준(만호초),박해인(관저초),남석영(낙동초)정한비(매현초),박용상(두암초),문하영(함열초),문이 지(교리초),전승희(신관초),강수진(샘머리초)최원혁(중앙초),신현철(내동중),신태영(만월중),강민구(단양중),김종성(송악중),박영 빈(연화중)김민지(해동중),최제현(서산중),전우주(마산여중),어원선(가곡중),김나영(상장중),박진수(광주중)기태윤(대신중),김윤빈(왕선중),김혜원(신관중),박한솔(대도중),하상신(고성중),김동민(동산중)유현수(모현중),김원중(원주중),서지혜(충남여중),김 찬(양구중),최희윤(다송중),가희지(삼육중)조성현(동중),김 범(기린중),윤기원(동성고), 이동혁(여천중),유상아(근영여고),서현길(가정고)김 창희(경희고),민병덕(발명과학고),윤혜연(유성여고),김원진(원주고),윤지상(이천고),윤예진(문산여고)유정우(부설초),신종호(다전 초),김기소(내대초),한태연(청운초),박상언(신층초),윤혜영(흥덕초)엄지혜(남천초),시별이(진북초),심명보(금릉초),임은별(낙동 초),김화경(호계초),김 건(파장초)신민곤(성남초),박태양(담양남초),이수완(원명초),남윤태(북삼초),장준영(화랑초),김영진(천전초)지동현(금장초),김태영 (대덕중),김준범(제지중),전새봄(중모중),김평환(구봉중),최다정(산서중)최제인(태랑중),전유진(아현중),조현우(호매실중),김혁민 (오현고),한남형(중앙고),박혜민(노은고)안상욱(대덕고),김효익(전주고),채영현(중앙여고),문해나(지족고),황의선(동인천고),김용 준(삼일공고)황인택(풍덕고),김영철(봉림고),김도현(보성고),김현우(울산과학고),이화연(화북초),김시연(위미초)최성준(청동초),임 동재(용연초),정수빈(문충초),황진영(소양초),이석준(비아초),이정준(화동초)김희주(산흥초),고상헌(신제주초),김유진(나포초),장 훈장(버드내초),김석현(송암초),이지혜(대우초)김소희(동명초),장지연(악양초),전 진(성남초),박건우(삼육초),강예은(대곡초),강한서(장승포초)조민희(합천초),박동명(매곡초),김시현(남후초),이정형(마산초),조윤 신(가락중),이창현(중앙중)최수정(서생중),이충호(의림여중),이재원(옥구중),김영준(화순중),이효진(여량중),최준혁(고려중)이준호 (동성고),이정은(과학고),이재신(광주공고),박서정(성광여고),강연준(제주과학고),오지민(근영여고)고석민(신흥고),이상훈(보인 고),장현아(삼산초),장성환(검암초),박세혁(언암초),안병욱(묵계초)윤승리(옥천초),김가영(원천초),전은혜(삼원초),한선민(도산 초),김민진(송산초),나거성(대구부설초)이지현(초당초),성유진(금성초),김지후(대성여중),김환영(제일중),강덕희(충북과학고),오택 범(보성고)김건영(제일고),김기화(삼일공고),김혜림(명신여고),백인욱(부원고),김민혁(영산포초).이하영(광영제철고)백수렬(천의 초),오제현(새서귀초),박현준(용연초),박성곤(송정동초),김민재(장동초),오태양(심곡초)정주혁(도창초),문시후(염주초),조누림(가수원초),원태연(상평초),홍 준(서산중)

[지도논문]

▲지도논문 특상(19명)
고수정(제주서초),이정애(외도초),김보민(오종초),조성호(우산초),안송숙(미성중),이종국(성덕중)황수진(가좌고),이남근(서당초),오 미경(삼천중),조영자(단양중),이현래(서울사대부고),김일제(문충초)최동우(교하고),류시경(경산과학고),이승연(경산과학고),김경아 (신기중),배준영(대전디자인고)장주은(제일고),이기무(학익고)

▲지도논문 우수상(37명)
정민 (소수초),이미향(남부초),박애리나(동평초),박석병(백전초),장경동(죽향초),최동수(영산포초)서홍식(방기초),황윤석(함월초), 최선미(진남초),이정화(범물중),남태우(송도고),김치영(의정부고),이강환(세광고),양승희(울산과학고),전용주(한성과학고),최진화 (신제주초),한주한(성남초)조현주(옥산초),이선영(중리초),김지혜(삼척초),이경학(문산초),김성근(용동중),오영재(화동초)박현수 (가남초),최윤정(창신초),김진희(경운중),홍명선(경북과학고),김승환(대구과학고),김동완(화순제일초),김근종(신암초)신연희(함창 중),김신회(서현중),이상일(언암초),정성태(삼봉초),김상철(만호초),박응준(용곡중),김민주(충북과학고)

▲지도논문 장려상(55명)
정근효(양사초),서보영(죽곡초),장혜진(동막초),김경옥(목포신흥초),김형자(백운초),이혜진(염포초),노옥금(양평동초),황영진(충무 초),신현수(진교초),김인봉(부흥초),구기태(달성초),임헌린(송탄중)윤은희(운암고),배준영(대전디자인고),이영선(보인고),하미정 (근영여고),권정인(초지고)김형섭(시지고),성임주(남창고),김동현(정동고),노학기(경남과학고),이인호(인천과학고)김성민(중앙초),정도균(동광초),전정희(상당초),이규섭(화랑초),김 석(금장초),이상탁(하기중)강영(중모중),윤지원(중리중),류정혜(태종대중),정지윤(동백고),윤지현(설월여자고),강철화(화북초)최병태(문충초),박경환(인동 초),최은영(도산초),홍왕표(삼육초),장은희(금곡초),이정옥(상관초)정경진(화명중),김기환(영량중),표윤철(수일고),정현주(전남과 학고),김양일(근영여고),김명옥(삼산초),김병주(마성초),백종필(성명초),최성욱(다산초),김원강(대성여중),안상묵(부광여고),윤상 희(북삼초)권용인(죽장초),정명철(삼수초),정호근(보성고)