자격루 (스스로 시각을 알리는 물시계)
Jagyeongnu automatic water clock
사람이 지켜보지 않아도 정해진 시각마다 종과 북이 저절로 울린 자격루는 어떻게 움직였을까요?
무슨 일이 일어났나
자격루는 흘러 들어와 차오르는 물의 높이로 시간을 재는 물시계입니다. 물받이 통에 물이 고이면 그 위에 떠 있는 잣대가 점점 올라가 미리 정해진 눈금에 닿습니다(국가유산청).
잣대가 눈금에 닿으면 지렛대 장치를 건드려 쇠구슬을 구멍 속으로 굴려 보냅니다. 작은 구슬이 떨어지는 힘만으로는 인형이 종이나 북을 울릴 수 없어 힘을 키우는 장치를 거치고, 12 시마다 인형이 종을 한 번 칩니다.
시뮬레이터에서 위 그릇 물 높이를 0.3 m 로 늘 대 주면, 받는 그릇 물이 0.00606 m/s 로 고르게 올라 눈금 12 개를 6.87 초마다 하나씩 지납니다. 물을 대 주지 않으면 첫 눈금까지 7.13 초, 일곱째 눈금 앞에서는 23.9 초가 걸려 점점 느려집니다.
흘러 들어오는 물의 빠르기를 고르게 지키는 것이 물시계를 고르게 가게 하는 열쇠입니다. 자격루는 동아시아 전통의 3 단 유입식 물시계를 발전시킨 것입니다(국가유산청).
1434 년(세종 16) 장영실이 처음 만들었고 세종은 그해 7 월 초하루부터 표준 시계로 반포했으며, 지금 남은 국보 자격루(물그릇)는 1536 년(중종 31)에 다시 만든 것의 일부입니다.
📸 진짜 모습
불러오는 중…📸 사진국보 창경궁 자격루에 남은 물통들입니다 — 큰 물그릇, 작은 물그릇, 길고 높은 물받이 통이 있습니다.
출처: 국가유산청 / 국립고궁박물관 · 공공누리 제1유형(출처표시) · 기관 누리집 원본 ↗
💡 생활 속 예시
- 욕조에 수도꼭지를 같은 세기로 틀어 두면 물 높이가 고르게 올라, 벽에 붙인 눈금 스티커로 몇 분이 지났는지 어림할 수 있습니다.
- 변기 물탱크 속 뜨개는 물이 차오르면 함께 떠올라 물을 잠급니다 — 자격루의 잣대처럼 물 높이를 움직임으로 바꾸는 장치입니다.
어떤 부품이 무엇을 하나
- 물그릇(큰 · 작은) — 물을 담아 아래로 흘려 보냅니다. 남은 청동 큰 물그릇은 지름 93.5 cm · 높이 70.0 cm, 작은 물그릇은 지름 46.0 cm · 높이 40.5 cm 입니다.
- 물받이 통 — 위에서 흘러온 물이 고여 조금씩 차오릅니다.
- 떠 있는 잣대 — 물받이 통 물 위에 떠서, 물이 찰수록 올라가 정해진 눈금에 닿습니다.
- 지렛대와 구슬 — 잣대가 지렛대를 건드리면 쇠구슬이 구멍으로 굴러갑니다. 작은 구슬은 12 시용 12 개 · 경점용 25 개입니다.
- 힘을 키우는 장치와 인형 — 작은 구슬의 힘을 키워, 인형이 종 · 징 · 북을 울리게 합니다.
- 물그릇의 물이 물받이 통으로 흘러 들어가 조금씩 차오릅니다.
- 물 위에 뜬 잣대가 함께 올라가다 미리 정해 둔 눈금에 닿습니다.
- 잣대가 지렛대를 건드려 쇠구슬을 구멍 속으로 굴려 보냅니다.
- 구슬이 일으킨 작은 힘을 키우는 장치를 거쳐, 인형이 12 시마다 종을 한 번 울립니다.
확인된 값
- 장영실이 자격루를 처음 만든 해 — 세종 16 년 (1434)
- 1434 출처
- 세종 16 년(1434) 7 월 초하루(음력)부터 나라의 표준 시계로 씀
- 1434-07 (음력 7월 초하루) 출처
- 지금 남은 국보 자격루(물그릇)는 중종 31 년(1536)에 다시 만든 것의 일부
- 1536 출처
- 국보 창경궁 자격루 누기 지정일
- 1985-08-09 출처
- 큰 물그릇(청동) 지름 93.5 cm · 높이 70.0 cm
- 0.935 m 출처
- 작은 물그릇 지름 46.0 cm · 높이 40.5 cm
- 0.46 m 출처
- 물받이 통에 물이 차면 떠 있는 잣대가 올라가 정해진 눈금에 닿는다
- float rod 출처
- 잣대가 지렛대를 건드려 쇠구슬을 구멍으로 굴려 보낸다
- lever → iron ball 출처
- 작은 구슬 — 12 시용 12 개 · 경점용 25 개
- 12 · 25 출처
- 작은 구슬이 떨어지는 힘만으로는 인형이 종 · 북을 못 울려 힘을 키우는 장치가 필요했다
- energy amplification 출처
- 12 시마다 인형이 종을 한 번 친다
- 1 strike per hour 출처
- 동아시아 전통의 «3 단 유입식» 물시계를 발전시켰다
- 3-stage inflow clepsydra 출처
교육과정에서는
- 한국 2022 · 과학(중학교) · 힘의 작용 [9과05-02]
- 호주 v9 · AC9S4U03
출처
이어서 보기
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