거대한 잠수함이 물속에서 뜨고 가라앉는 것은 그리스의 아르키메데스가 "유레카!"를 외치며 발견한 물질의 부피와 질량의 관계, 그리고 밀도의 부력을 활용한 결과입니다.

한 물체의 일부 또는 전부가 어떤 액체 속에 잠겨 있으면 잠긴 공간만큼의 물을 밀어내게 되고 그 밀어낸 물의 무게에 해당하는

크기의 부력(액체의 중량과 크기가 같고 방향이 반대인 상향력)이 그 물체에 걸리게 된다는 원리지요.

일반적으로 잠수한의 선체는 최대 잠수 깊이에서 수압에 견딜 수 있는 단단한 내각(내부를 덮는 막)과 비교적 얇은 철판으로 된

외각(외부를 덮는 막)의 이중벽으로 되어 있습니다. 그리고 내각과 외각 사이에 바닷물을 넣었다 뺏다 할 수 있는

밸러스트 탱크(ballast tank)가 설치되어 있는데 바로 이 탱크가 잠수함을 위 아래로 움직이는 열쇠를 쥐고 있어요

잠수함이 물속으로 들어갈때에는 밸러스트 탱크에 물을 빨아들이면 탱크 안으로 바닷물이 들어오면서 선체가 무거워져(밀도가 커져) 서서히 가라앉게 되는데, 어느정도 깊이에서 떠 있게 하려면 바닷물이 들어오는 밸브를 잠그면 됩니다.

그리고 가라앉았던 잠수함이 다시 떠오를 때는 밸러스트 탱크 안의 물을 잠수함 밖으로 내보내면 내부가 공기로 가득차

가볍게 되므로(밀도가 작게 되므로) 다시 뜨게 되지요.

아르키메데스가 목욕탕에서 밠견한 밀도와 부력! 항상 우리 곁에서 일어나고 있는 사소하고 일상적인 현상이 그의 발견이 2,000년이 넘는 시간을 뛰어넘어 오늘날 최첨단 잠수함을 가능하게 할 줄이야 누가 알았을까요?

* 출처 : [일반물리학], 고려대학교 서강대학교 물리학과 공역, 1998, 범한서적, 최성규,

           [상위5%로 가는 화학교실1], 2008, 스콜라(위즈덤하우스), 신학수 외 공저.