거중기 (수원 화성을 쌓은 도르래 기계)

Geojunggi pulley crane

정약용의 거중기는 어떻게 사람 몇 명의 힘으로 무거운 돌을 들어 올렸을까요?

무슨 일이 일어났나

거중기는 도르래 여러 개를 엮은 기계입니다. 수원화성박물관은 정약용이 도르래의 원리로 작은 힘으로 무거운 물건을 들도록 이 장치를 고안했다고 설명합니다.

움직도르래에 걸린 돌은 여러 가닥의 줄이 함께 받칩니다. 시뮬레이터의 «바닥이 미는 힘» 을 돌을 받치는 힘으로 보면 200 kg 돌을 가만히 들고 있는 데 1.96 kN 이 필요한데, 줄 네 가닥이 나눠 받친다면 한 가닥에는 약 490 N 만 걸립니다.

돌을 위로 빨리 끌어 올리면(가속도 0.5 m/s²) 필요한 힘이 2.06 kN 으로 커지므로, 천천히 고르게 당기는 편이 덜 힘듭니다.

힘을 나누는 대신 줄은 더 길게 당겨야 합니다. 돌이 오른 높이에 견줘 당긴 줄 길이가 가닥 수만큼 길어져, 사람이 한 일의 양은 같습니다.

수원 화성은 1794 년 1 월부터 1796 년 9 월까지 쌓았고, 이때 거중기 · 녹로 같은 새 기계를 썼습니다(국가유산청). 수원화성박물관은 거중기가 지금 단위로 7 톤을 들 수 있었다고 적었습니다.

💡 생활 속 예시

학교 국기 게양대는 고정 도르래 하나로 줄 방향만 바꿔, 아래에서 줄을 당겨 깃발을 위로 올립니다.
건설 현장 타워 크레인의 갈고리 위에도 여러 줄이 감긴 움직도르래 뭉치가 달려 있습니다.

어떤 부품이 무엇을 하나

고정 도르래 — 위 틀에 매달려 줄의 방향을 바꿔 줍니다.
움직도르래 — 돌과 함께 오르내리며 무게를 여러 가닥의 줄에 나눕니다.
줄 — 도르래들을 감아 돌며 사람이 당기는 힘을 전합니다.
나무 틀 — 도르래를 높이 걸고 무게를 땅으로 받쳐 줍니다.

돌을 아래 움직도르래에 묶습니다.
줄을 위 고정 도르래와 아래 움직도르래에 번갈아 감습니다.
사람이 줄 끝을 당기면 여러 가닥이 함께 돌을 받쳐 올립니다.
당긴 줄 길이는 돌이 오른 높이보다 가닥 수만큼 길어집니다.

확인된 값

수원 화성 쌓은 기간 — 1794 년 1 월 착공 ~ 1796 년 9 월 완공: 1794-01/1796-09 출처
화성을 쌓을 때 쓴 새 기계 — 거중기 · 녹로: 거중기 · 녹로 출처
수원 화성 둘레: 5744 m 출처
거중기를 설계한 사람 — 정약용: 정약용 출처
거중기가 들어 올릴 수 있던 무게(지금 단위로 7 톤): 7000 kg 출처
거중기는 도르래의 원리로 작은 힘으로 무거운 것을 든다: pulley 출처
유네스코 세계 유산 등재: 1997-12 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 과학(초등) · 힘과 우리 생활 [4과01-04]
잉글랜드 · KS3 Physics: Energy changes and transfers
호주 v9 · AC9S7U04

출처

https://www.heritage.go.kr/heri/html/HtmlPage.do?pg=%2Funesco%2FHeritage%2FHeritage_05.jsp&pageNo=1_2_2_0(확인 2026-11-12)
https://www.science.go.kr/mps/scienceSubject/castle/view.do?subjectSid=388(확인 2026-11-12)
https://smuseum.suwon.go.kr/hs/contents/view?contentsNo=143&menuLevel=2&menuNo=97(확인 2026-11-12)

이어서 보기

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