'아악!' 모르고 레고 밟으면 그토록 아픈 이유 과학적 이유 밝혀...

 

레고를 밟을 때 압력이 어마어마... 모르고 밟은 레고가 그토록 아픈 과학적 이유 밝혀

레고 블록을 밟아본 사람들은 그 고통을 알게 된다.

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레고를 밟으면 발바닥에서 부터 머리 끝까지 치고 올라오는 격렬한 통증

레고 블록을 밟아본 사람들은 그 고통을 알게 된다. 레고를 밟으면 발바닥에서 부터 머리 끝까지 치고 올라오는 격렬한 통증을. 아이를 키우는 집이라면 레고 블록 수십 개 방바닥에서 나뒹구는 모습을 볼수 있다. 그만큼 무심코 밟을 일이 흔하며 고함 소리는 레고가 있는 어디서든 들을수 있는 고통의 소리다. 이렇게 레고 블록을 밟으면 경악 소리가 날 정도로 통증이 큰 이유는 왜일까?

이렇게 레고가 큰 아픔을 주는 이유는 과학과 수학적 관점에서 설명이 가능하다. 먼저 발바닥은 통증에 대한 민감성이 매우 높은 것으로 알려졌다. 이렇게 발바닥은 최대 20만 개의 개별 감각 수용체가 분포한다고 알려졌다. 감각 수용체가 아픔을 감지하는데 사용되는 수많은 신경 세포로 가득 분포돼있다. 이렇게 레고와 발이 접촉하는 지점에 무게가 집중되면 신경 세포들은 통증을 민감하게 감지해 신속하게 뇌로 전달하여 아프다 느끼게 된다.

미국화학협회가 여러 과학화학적 반응을 소개하는 영상 시리즈 '반응(Reactions)'에 공개한 '레고를 밟으면 왜 그토록 아픈가'에 대헌 내용을 들여다 보면, 블록으로 인한 극심한 통증은 레고 자체의 화학적 구성에서 비롯된다고 전했다. 이러한 레고의 재질은 저항력, 단단함, 초강도 이 3가지를 주요 특성으로 갖고 있는 ABS 플라스틱 고분자 사슬로 구성되어 있다.

 

 

블록은 약 4,200 뉴턴 이상의 힘을 견딜 수 있을 정도로 단단하게 제작

처음 레고는 나무로 만들어졌으나 현대에 이르러서는 플라스틱으로 만들어진 블록은 약 4,200 뉴턴 이상의 힘을 견딜 수 있을 정도로 단단하게 제작 되었다. 이러한 블록 하나는 약 1,000 파운드의 무게를 견딜 수 있을 정도로 단단하다. 이러한 레고 블럭은 압력이 가해져도 쉽게 꺾이거나 부서지지 않는다. 이러한 단단함에 더해 볼록 볼록 돌기와 날카로운 모서리는 밟았을 때의 통증을 극대화 된다.

이렇게 레고를 밟을 때 압력을 계산해 봤다. 돌기(스터드)가 가로 세로 2개씩인 2X2 크기의 표준 레고 한 조각을 예로 들어보면, 이 크기의 레고 블럭이 발바닥에 닿는 면적은 약 2.25㎠로, 이를 체중 75kg(165파운드)의 성인이 그냥 서서 '지긋이' 밟았다고 가정하면, 압력은 힘을 면적으로 나눈 값(P=F/A)이므로, 서서 레고 조각을 밟는 것만으로 발바닥에 가해지는 압력은 무려 3,262,222파스칼(=734N/0.000225㎡)에 달하는 것으로 나타난다. 이는 표준 대기압의 32배에 달하는 힘이 신경 수용체가 민감한 부위에 전달된다.

예를 들어 75kg의 사람이 밤중 화장실로 가는 길에 모르고 작은 레고 블록 한 조각을 밟았을 때, 기본적으로 약 320만 파스칼의 압력이 발생한다. 이는 실제 고통의 크기가 이 사람이 발바닥을 내딛는 방식과 힘에 따라 또 달라지므로 수배 차이로 고통이 전달 될수 있다. 흔히 걷다가 무심코 밟는 경우는 기본 압력의 9배, 천천히 밟아도 2배에 이르는 고통을 유발할 수 있다. 이정도 고통은 '아악~' 정도의 고함이 저절로 나올 정도의 통증이다.

한편 레고가 처음으로 발명된 이래 지금까지 4000억 개 이상의 블록이 만들어진 것으로 알려졌다. 이는 전세계 국가의 집집마다 레고 블럭이 수 개 이상이 있다고 해도 과언이 아닐 정도로 집 도처에 널려 있고 장난감이다 보니 크게 신경쓰지 않다가 무심코 밟을 가능성이 높다.

하지만 날카로운 칼날을 밟으면 더 아픈 통증을 가져오고 레고보다 더 악명 높은 '통증 유발자'가 될수 있지만, 집 안에 그런 칼날이 돌아다닐 만한 이유가 없다. 이렇게 널부러진 '위험 요소' 중 레고 블록을 밟을 가능성이 비교적 높으며, 앞서 말했듯 걷다가 무심코 밟는 경우가 대부분의 경우가 많다. 이렇게 전세계에서 레고 블록을 밟아 아파하는 고함 소리가 끊임없이 일어나고 있다 해도 놀랄 일이 아닌 것이다.

 

발바닥은 무척이나 민감한 신경수용체가 가득한 부위

내용을 요약하면 레고 블록을 밟으면 유독 아프게 느껴지는 이유는 발바닥은 무척이나 민감한 신경수용체가 가득한 부위이고, 그런 부위에 레고 블록의 단단한 돌기가 '격습'해 얼떨결에 통증을 유발하며, 걷는 동안 블록에 닿는 발바닥 압력의 힘이 가세하기 때문이다. 강력한 플라스틱으로 만들어진 레고 블록이 아무렇게나 바닥에 놓여있는 것도, 밟을 거라 예상치 못한 채 밟게 돼 통증을 더 크게 만든다.