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- 모둠장 : 나청구(역할: 모둠 활동 역할 분담을 위한 조율, 모둠의 대표성을 가지고 모둠 전체 의견을 전체에게 전달하거나 결정된 의견을 발표, )
- 모둠원 : 다청구(역할 : 조선 시대의 과학 기술 유산 외형의 특징 조사하기)
- 모둠원 : 라청구(역할: 조선 시대의 과학 기술 유산 사용 목적과 사용 기록 조사하기)
- 모둠원 : 마청구(역할: 조선 시대의 과학 기술 유산 사용 목적과 사용 기록 조사하기)
- 모둠원 : 바청구(역할: 조선 시대의 과학 기술 유산 사용 목적과 사용 기록 조사하기)

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***조선 시대의 과학 기술 유산에 적용된 과학 원리 조사를 위한 제안

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***조선 시대의 과학 기술 유산에 적용된 과학 원리 조사를 위한 제안

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- 현재의 과학 기술 관점이 아닌 당시의 과학 기술 관점에서 가지는 의미와 과학 원리 발견하기
- 조선 시대의 과학 기술 유산을 발명하게 된 동기와 시대적 상황 조사하기

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1. 과학 기술 유산 : 측우기

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1. 과학 기술 유산 : 측우기

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- 빗물을 측정하는 둥근 금속 통
- 돌로 된 받침대 위에 통이 올려져 있음
- 통의 높이는 약 30cm, 지름은 약 14cm

- 출처 : 교육부 공식 블로그(https://if-blog.tistory.com/6081)

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- 강수량을 과학적으로 측정하여 효율적으로 수자원을 확보하고 농업 생산력을 향상하기 위함

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- 세종 23년(1441년) 8월에 초조가 측우기를 설치할  것을 건의
- 다음 해 5월에 측우에 대한 제도를 새로 제정하고 측우기를 만들어 서울(당시 한양)과 각 도의 군현에 설치함

- 참고 사이트 : 조선왕조실록(http:sillok.history.go.kr)에서 과학 기술 유산의 이름을 검색하면 사용 목적, 사용 기록 등 다양한 자료를 찾을 수 있음

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5. 측우기에 적용된 과학 원리

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5. 측우기에 적용된 과학 원리

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- 돌로 된 받침대 위에 빗물을 측정하는 둥근 금속 통을 사용함
- 빗물이 튀어 올라 금속 통으로 들어가는 것을 막기 위해 받침대를 사용함
- 바람에 의한 저항을 적게 받아 빗물의 양을 정확하게 측정하기 위해 둥근 원통형으로 만듦.

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(동영상)세계 최초의 우량계, 측우기

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(동영상)세계 최초의 우량계, 측우기

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[문화유산채널]세계 최초의 우량계 측우기

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- 교육부 공식 블로그(https://if-blog.tistory.com/6081)

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일년 강수량의 절반이 여름에 편중되어 있는 한반도 자연 조건 속에서 강수량을 정확하게 파악하는 일은 중요한 일이 아닐 수 없었습니다. 그래서 만들어 진 것이 측우기입니다. 가뭄에 보다 적극적으로 대응하기 위해 창안된 측우기, 겉보기에는 평범해 보이는 작은 그릇 속에 과연 어떤 정신과 과학 기술이 숨어 있는 것일까요?

측우기는 조선 세종 23년(1441)에 만들어진 후 여러 차례 다시 만들어졌으나, 현재 남아 있는 것은 헌종 3년(1837)에 만들어진 금영 측우기가 유일합니다. 금영 측우기(錦營 測雨器)는 현재 존재하는 유일한 조선 시대의 측우기로, 공주 감영에 보관되어 있다가 일본인에 의해 발견되어 일본 기상청에 옮겨졌으나, 1971년에 우리나라로 반환되었습니다. 보물 제561호로 지정되었으며, 현재 기상청에 보관되어 있습니다.

▲ 보물 561호 금영 측우기(출처: 에듀넷)

측우기는 3단 구조로 분리해 만든 후 하나의 원통으로 연결해 사용하였습니다. 왜 이런 방식을 택했던 것일까요? 측우기의 3단 구조는 비가 조금 내려 맨 아랫부분에 고였을 때 윗부분을 들어내고 사용하기 편리하도록 분리하여 만든 것이 아닐까 추정된다고 합니다.

또, 사진에서 본 것처럼 측우기는 원통 모양으로 만들어졌는데, 그 이유는 무엇일까요?
측우기가 원통 모양인 이유
* 하늘에서 비가 떨어질 때 측우기 모서리에 각이 져 있으면, 물이 튀어 정확하게 양을 측정할 수 없었기 때문

* 같은 둘레라도 원형으로 된 그릇이 물을 더 많이 담을 수 있기 때문

측우기는 빗물을 받는 그릇인 '측우기'와 측우기를 세워 두는 '측우대'로 구분할 수 있습니다. 처음 만든 측우기는 높이 41cm, 지름이 약 16cm인 원통형이었지만 그 통을 채울 만큼 비가 많이 오는 일이 없어서 높이 약 30cm, 지름 약 14cm 정도로 줄여서 다시 만들어졌다고 전해지고 있습니다. 측우기 밑에 있는 사각 기둥 모양의 측우대는 측우기가 땅에서 어느 정도 위로 떨어져 있도록 해서 빗물이 튀어 들어가지 않게 해 주는 역할을 하였습니다.

▲ 측우기의 구조(출처: 에듀넷)

측우기가 사용되기 이전에는 농기구를 이용해 비가 온 정도를 가늠했습니다. 문헌을 통해 메마른 땅에 빗물이 스며든 깊이를 호미가 들어간 정도, 쟁기가 들어간 정도로 보고하고 있는 모습을 확인할 수 있었습니다. 그러나 비가 온 후 젖은 흙의 깊이를 측정하는 것은 토양의 종류와 성질, 건조도에 따라 달라질 수 있기 때문에 이를 통해서는 정확한 강우량을 측정할 수 없었습니다. 이러한 불편함을 해소하기 위해 측우기가 탄생하게 된 것입니다.

1441년 세종의 명을 받은 세자(문종)의

아이디어에 의해 측우기가 탄생

유럽의 경우 1639년 갈릴레이의 친구이자

제자인 이탈리아 수학자 '카스텔리'가

최초로 우량기를 만들어 강우량 측정

빗물의 양을 재는 그릇. 측우기. 그렇다면 조선 시대 측우기는 어떻게 활용되었을까요? 당시 비의 양의 측정은 오늘날 기상청에 해당하는 서운관에서 맡았습니다. 서운관에서 한 일에 대해 알아봅시다.
오늘날의 기상청, 서운관에서 한 일
* 비의 양의 측정(세종실록에 측정 방법까지 규정되어 있음)

* 강우량은 비가 그쳤을 때 측정함

* 측정할 때 자는 주척(길이 약 21.3cm)을 사용함

* 비가 내리기 시작한 일시와 갠 일시를 기록

* 수심은 척, 촌, 푼까지 기록한다고 기록되어 있음 - 이는 지금의 단위로 보면 약 2mm 단위까지 측정하는 것으로 매우 세밀한 측정이 이루어졌음을 알 수 있음

그런데 놀라운 사실은 처음 측우기가 제작된 지 570년이 지난 현재 빗물의 양을 재는 방법이 과거와 크게 다르지 않다는 점입니다. 조선의 측우기가 현재 세계기상기구(WMO)에서 규정한 크기와 크게 다르지 않으며 빗물만 받을 수 있는 인공적 환경 조성을 위해 받침대인 측우대를 사용했던 점도 현재 세계 각국 우량계의 지상 고도가 75cm에서 150cm라는 것과 비교하면 조선 시대 측우기가 얼마나 과학적으로 설계되었는지 알 수 있겠지요?

▲ 조선은 측우기를 설치한 세계 유일의 나라(출처: 에듀넷)

이렇게 세계 최초로 시행된 조선의 측우 사업은 단지 측우기라는 한 발명품의 소산이 아니라 측우 제도라는 국가적인 차원의 종합적이고도 과학적인 시스템의 결과물이었습니다. 이뿐만 아니라 정량적인 관측 자료들은 조선의 국정 운영에 다양하게 활용되기도 하였습니다. 21세기 국제 표준과도 크게 다르지 않은 15세기 조선의 측우기, 이는 우리 인류가 경험한 가장 오래된 우량 계측기이자 세계 기상 역사에서 그 유래를 찾아볼 수 없는 위대한 과학적 성과라고 할 수 있겠습니다.

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날씨와 우리 생활 ■ 측우기일년 강수량의 절반이 여름에 편중되어 있는 한반도 자연 조건 속에서 강수량을 정확하게 파악하는 일은 중요한 일이 아닐 수 없었습니다. 그래서 만들어 진 것이 측우기입니다. 가뭄에 보다 적극적으로 대응하기 위해 창안된 측우기, 겉보기에는 평범해 보이는 작은 그릇 속에 과연 어떤 정신과 과학 기술이 숨어 있는 것일까요?

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8. 활동 소감 : 댓글 남기기

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8. 활동 소감 : 댓글 남기기

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- 활동 소감 작성 양식 : (이름) 활동소감

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24__과학탐구실험_탐구활동지_조선시대 과학 기술 원리 알아보기

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모둠원 : 김수창 (역할: 혼천의의 외형 및 특징 조사)

모둠원 : 김현우 (역할: 모둠원이 조사한 내용을 확인하고 이가 올바른지 확인)

모둠원 : 박하준 (역할: 혼천의의 사용목적)

모둠원 : 우민제 (역할: 혼천의의 사용기록)

모둠원 : 조현준 (역할: 혼천의의 과학원리)

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모둠장

- 김윤호(사용 목적 조사)

모둠원

- 김시후(사용 기록 조사)

- 박재현(적용된 과학 원리)

- 배건영(팩트 체크)

- 남현수(외형 특징)

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모둠원 : 장동훈 (역할:지휘 및 외형 조사)

모둠원 : 김민준 (역할:모둠원이 조사한 내용을 확인하고 이가 올바른지 확인)

모둠원 : 김선우 (역할:사용목적)

모둠원 : 심민규 (여갈:사용기록)

모움원 : 김민건 (역할:과학원리)

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엄요한: 외형 특징

김성빈: 사용 목적

장태강: 사용 기록

이성원: 과학 원리

손주원: 과학 원리

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-모둠장 : 엄원찬 (역할 : 모둠 활동 역할 분담을 위한 조율, 팩트 체크 하기)

-모둠원 : 우영준 (역할 : 비격진천뢰의 외형적 특징 찾기)

-모둠원 : 우태규 (역할 : 비격진천뢰의 사용 목적 찾기)

-모둠원 : 문건오 (역할 : 비격진천뢰의 사용 기록 찾기)

-모둠원 : 최한결 (역할 : 비격진천뢰에 적용된 과학 원리)

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둘레: 25척(약 7.5m)

구조: 중간에는 둥근 공, 외각에 세겹의 동심구면으로 구성 제일 바깥층에서 중심으로 지평환, 자오환, 적도환 세 개의 환으로 구성

-지평환: 지평에 평행하며 천구를 상하로 양분

-자오환: 천구자오선과 일치하는 대원을 이룸(천구북극 · 천정 · 천구남극 등이 이 대원상에 있어 지평환과는 지평에서 직각으로 만남)

-적도환: 천구적도와 일치하는 환으로서 자오선과는 직교하나 지평환과는 엇비슷하게 만남

(이들 세 개의 환이 교착되어 그곳에서의 천구를 알 수 있음)

가운데 층은 황도환과 백도환으로 구성

안쪽 층은 적경쌍환 · 극축 · 규관으로 구성

(이들 각 층의 각 환에는 필요한 눈금을 표시함)

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일명 혼의(渾儀) · 혼의기(渾儀器) · 선기옥형(璇璣玉衡)이라고도 한다. 고대 중국의 우주관인 혼천설(渾天說) 에 기초를 두어 서기전 2세기경에 처음 만들어졌다.

우리 나라에서는 확실한 자료는 없으나, 삼국시대 후기에서 통일신라시대와 고려시대에 만들어 사용하였을 것으로 추측된다. 기록에 나타난 바로는 1432년(세종 14) 예문관제학 정인지(鄭麟趾), 대제학 정초(鄭招) 등이 왕명을 받아 고전을 조사하고, 중추원사 이천(李蕆), 호군 장영실(蔣英實) 등이 1433년 6월에 최초로 제작하였다.

처음에는 재료로 목재를 사용하였으나 뒤에 구리로 제작하였다. 1657년(효종 8)에는 최유지(崔攸之), 1669년(현종 10)에는 이민철(李敏哲)과 송이영(宋以穎) 이 각각 제작하였다.

효종 때의 혼천의는 시계장치를 연결하여 혼천시계로 만들어진 것이다. '혼천의'라는 명칭은 중국 한나라 때부터 사용되었고, 그 이전에는 '선기옥형' 또는 '기형(璣衡)'이라 불렸다.

기형의 기(璣)는 하늘은 공[球]처럼 둥글다고 생각하고 그 표면에 일월성신의 운행을 설명할 수 있는 천구의(天球儀)를 뜻하고, 형(衡)은 천구의를 통하여 천체를 관측할 수 있는 관(管)을 의미하는데, 크기는 『서경』 에 따르면 기경(璣經)은 8척, 둘레 25척, 형장(衡長)은 8척에 그 구경이 한치였다. 그리고 '혼천의'의 혼(渾)은 둥근 공을 말하는 것으로서 동심다중구(同心多重球)를 의미한다.

구조는 세겹의 동심구면으로 되어 있다. 제일 바깥층에서 중심으로 지평환(地平環) · 자오환(子午環) · 적도환(赤道環) 등 세 개의 환으로 구성되어 있다.

지평환은 지평에 평행하며 천구를 상하로 양분하며, 자오환은 천구자오선과 일치하는 대원(大圓)을 이루고, 천구북극 · 천정 · 천구남극 등이 이 대원상에 있어 지평환과는 지평에서 직각으로 만난다. 적도환은 천구적도와 일치하는 환으로서 자오선과는 직교하나 지평환과는 엇비슷하게 만난다.

이들 세 개의 환이 교착되어 그곳에서의 천구를 알 수 있고, 천구의 상하와 사방을 추측할 수 있다 하여 이 환들을 육합의(六合儀)라 한다. 가운데 층은 황도환(黃道環)과 백도환(白道環)으로 구성되어, 해와 달 그리고 별을 관측할 수 있다. 따라서, 가운데 층을 삼진의(三辰儀)라 하는데 여기서 황도는 태양의 길, 백도는 달의 길을 의미한다.

안쪽 층은 적경쌍환(赤經雙環) · 극축(極軸) · 규관(窺管)으로 구성되며, 망원경과 같이 천체를 관측하는 규관을 통하여서는 동서남북 사방을 볼 수 있으므로 사유의(四遊儀)라 한다. 이들 각 층의 각 환에는 필요한 수의 눈금을 표시하여 정확하게 관측하였다.

혼천의는 아침 · 저녁 및 밤중의 남중성(南中星), 천체의 적도좌표 · 황도경도 및 지평좌표를 관측하고 일월성신의 운행을 추적하는 데 쓰였다.

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천체의 운행과 그 위치를 측정하던 천문관측기.

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출처 : 이순신과 함께하는 우리역사 알아보기

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영침과 시반면으로 이루어져 있음

아래에는 받침대가 있음

영침 - 해그림자가 맺히는 뾰족한 막대기

시반면 - 영침과 해그림자를 받아 시간을 읽는 오목한 반구형의 구

오목한 내부 면에 시간과 절기 눈금이 새겨져 있음

시반면에 그려져 있는 눈금은 영침과 수직하게 13개의 절기선이 그려져 있는데 양쪽으로 12개씩 24절기의 이름이 새겨져 있음

출처: 한국학중앙연구원 ( https://dh.aks.ac.kr/sillokwiki/index.php/%EC%95%99%EB%B6%80%EC%9D%BC%EA%B5%AC(%E4%BB%B0%E9%87%9C%E6%97%A5%E6%99%B7) )

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혼천의는 삼국시대 후기에서 통일신라 시대와 고려 시대에 사용했을 것으로 추정되는데,

​

문헌상에 남아있는 제작기록으로는 조선시대 1433 세종이 처음입니다.

​

사용목적: 혼천의는 태양 , 달 , 오행성(수성 , 금성 ,화성 , 목성 ,토성)의 위치를 측정하는 데 사용되었으며

혼천의는 이미 오래 전부터 기후를 예측하기 위한 천문 관측에 사용되어 왔습니다.

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일명 혼의(渾儀) · 혼의기(渾儀器) · 선기옥형(璇璣玉衡)이라고도 한다. 고대 중국의 우주관인 혼천설(渾天說) 에 기초를 두어 서기전 2세기경에 처음 만들어졌다.

우리 나라에서는 확실한 자료는 없으나, 삼국시대 후기에서 통일신라시대와 고려시대에 만들어 사용하였을 것으로 추측된다. 기록에 나타난 바로는 1432년(세종 14) 예문관제학 정인지(鄭麟趾), 대제학 정초(鄭招) 등이 왕명을 받아 고전을 조사하고, 중추원사 이천(李蕆), 호군 장영실(蔣英實) 등이 1433년 6월에 최초로 제작하였다.

처음에는 재료로 목재를 사용하였으나 뒤에 구리로 제작하였다. 1657년(효종 8)에는 최유지(崔攸之), 1669년(현종 10)에는 이민철(李敏哲)과 송이영(宋以穎) 이 각각 제작하였다.

효종 때의 혼천의는 시계장치를 연결하여 혼천시계로 만들어진 것이다. '혼천의'라는 명칭은 중국 한나라 때부터 사용되었고, 그 이전에는 '선기옥형' 또는 '기형(璣衡)'이라 불렸다.

기형의 기(璣)는 하늘은 공[球]처럼 둥글다고 생각하고 그 표면에 일월성신의 운행을 설명할 수 있는 천구의(天球儀)를 뜻하고, 형(衡)은 천구의를 통하여 천체를 관측할 수 있는 관(管)을 의미하는데, 크기는 『서경』 에 따르면 기경(璣經)은 8척, 둘레 25척, 형장(衡長)은 8척에 그 구경이 한치였다. 그리고 '혼천의'의 혼(渾)은 둥근 공을 말하는 것으로서 동심다중구(同心多重球)를 의미한다.

구조는 세겹의 동심구면으로 되어 있다. 제일 바깥층에서 중심으로 지평환(地平環) · 자오환(子午環) · 적도환(赤道環) 등 세 개의 환으로 구성되어 있다.

지평환은 지평에 평행하며 천구를 상하로 양분하며, 자오환은 천구자오선과 일치하는 대원(大圓)을 이루고, 천구북극 · 천정 · 천구남극 등이 이 대원상에 있어 지평환과는 지평에서 직각으로 만난다. 적도환은 천구적도와 일치하는 환으로서 자오선과는 직교하나 지평환과는 엇비슷하게 만난다.

이들 세 개의 환이 교착되어 그곳에서의 천구를 알 수 있고, 천구의 상하와 사방을 추측할 수 있다 하여 이 환들을 육합의(六合儀)라 한다. 가운데 층은 황도환(黃道環)과 백도환(白道環)으로 구성되어, 해와 달 그리고 별을 관측할 수 있다. 따라서, 가운데 층을 삼진의(三辰儀)라 하는데 여기서 황도는 태양의 길, 백도는 달의 길을 의미한다.

안쪽 층은 적경쌍환(赤經雙環) · 극축(極軸) · 규관(窺管)으로 구성되며, 망원경과 같이 천체를 관측하는 규관을 통하여서는 동서남북 사방을 볼 수 있으므로 사유의(四遊儀)라 한다. 이들 각 층의 각 환에는 필요한 수의 눈금을 표시하여 정확하게 관측하였다.

혼천의는 아침 · 저녁 및 밤중의 남중성(南中星), 천체의 적도좌표 · 황도경도 및 지평좌표를 관측하고 일월성신의 운행을 추적하는 데 쓰였다.

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천체의 운행과 그 위치를 측정하던 천문관측기.

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앙부일구는 태양만 올려다보고는 시간을 정확히 알 수 없었기 때문에 그림자의 길이로 시간을 알 수 있는 해시계가 만들어졌다. 그리고 조선시대에는 글을 읽지 못하는 사람들이 많았고 많은 사람들이 시계를 갖지 않고 있지 않아 시간을 잘 몰랐기 때문이다.

출처: 우리역사넷

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자격루는 1433년(세종 15)에 장영실蔣英實) 등이 완성하였고, 그 이듬해인 1434년(세종 16) 7월 1일부터 사용하기 시작했다. 당시 자격루는 경복궁 경회루 남쪽에 보루각(報漏閣)을 지어 작동시켰기 때문에 보루각루(報漏閣漏)라고 불렸으며, 궁궐 내에 있어서 금루(禁漏)로도 칭해졌다.

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지름 21㎝, 둘레 68㎝로 도화선을 감는 목곡(木谷), 목곡이 들어가는 죽통(竹筒), 얇은 철 조각, 뚜껑 등으로 이루어져 있다.

표면은 무쇠로 둥근 박과 같다 몸체는 위아래를 둥글게 좁히고 가운데 부분을 퍼지는 형태로 제작했다.

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자격루는 시계로서 정확한 시간을 알기 위해 만들었다 당시 임금이 나라를 통치하는 과정을 기록해야 했는데 정확하게 기록하기 위하여 만들었다. 또한 과거에는 백성들이 시간을 알기 어려웠는데 이러한 자격루는 백성들에게 시간을 알려주었다.

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조선시대 정조 때에 수원성곽을 쌓는 데 사용되었으며, 정약용(丁若鏞)의 ≪기중도설 起重圖說≫에는 그림과 함께 설명되어 있는데 도르래를 이용하여 물체를 들어올리게끔 되어 있다.

출처 : 한국민족문화대백과사전 - 거중기

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조선시대 정조 때에 수원성곽을 쌓는 데 사용되었으며, 정약용(丁若鏞)의 ≪기중도설 起重圖說≫에는 그림과 함께 설명되어 있는데 도르래를 이용하여 물체를 들어올리게끔 되어 있다.

1627년 야소회(耶蘇會) 선교사인 테렌츠(Terrenz, J., 鄧玉函)의 ≪기기도설 奇器圖說≫과 명나라의 왕징(王徵)이 저술한 ≪제기도설 諸器圖說≫에 영향을 받아 제작된 것으로 생각된다. 조선 후기 실학파의 이용후생적(利用厚生的)인 학풍을 단적으로 알려주는 예로서 주목된다.

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비격진천뢰의 사용 목적

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비격진천뢰의 사용 목적

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비격진천뢰는 적의 성이나 성문을 공격하는 귀갑차같은 구조물을 파괴하는 용도로 사용되었다.

출처:https://www.museum.go.kr

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조선시대 정조 때에 수원성곽을 쌓는데 사용되었다고 '화성성역의궤'에 기록되어있다.

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『화성성역의궤』는 정조(正祖)가 구상한 신도시인 화성(華城) 성역 조성 전 과정을 기록한 종합 보고서입니다. 화성은 정조가 수원도호부(水原都護府) 관아와 민가를 팔달산으로 옮겨 새롭게 조성한 신도시로, 1794년(정조 18) 1월에 공사를 시작하여 1796년(정조 20) 9월까지 32개월 만에 완성하였습니다. 공사 기간은 원래 10년을 계획했지만 정조의 각별한 관심과 조정의 적극적인 역할, 막대한 자금 투입, 치밀한 설계, 근대적인 공법 등 당시 국가의 역량이 총동원되어 공사 기간이 크게 단축되었습니다. 『화성성역의궤』에는 이러한 공사의 계획, 운영 과정, 참여자, 소요 경비, 자재, 공법, 도면 등 화성 축성의 전모가 기록되어 있습니다. 특히 ｢도설(圖說)｣에는 건축 도면을 연상시킬 만큼 성곽과 부속 건물이 자세하게 그려져 있어, 일제 강점과 한국전쟁으로 훼손된 화성을 실제 모습 그대로 복원하는 데 중요한 자료가 되었습니다. 조선왕조 의궤는 2007년 일괄로 세계기록유산에 등재되었고, 『화성성역의궤』는 2016년 보물(옛 지정번호 보물 제1901-7호)로 지정되었습니다.

『화성성역의궤』, 조선 1801년, 34.2x21.9cm, 보물, 신수20000

정조의 뜻에 따라 금속활자로 인쇄되어 널리 배포된 의궤

정조는 화성 건설에 큰 노력을 기울인 만큼, 『화성성역의궤』 편찬에도 특별한 관심을 가졌습니다. 정조는 1796년 11월 『화성성역의궤』 초고가 완성된 후 "이 책을 간행하여 널리 배포할 것"을 명했습니다[此書刊行 使擧世人曉然知城役本末 可也]. 그러나 정조는 이 책의 출간을 직접 보지 못하였고, 『화성성역의궤』는 순조 1년(1801) 금속활자인 정리자(整理字)로 인쇄되었습니다. 일반적으로 의궤는 9부 내외가 필사로 제작된 것에 비해, 인쇄본인 『화성성역의궤』는 154건이 제작·배포되었습니다.

금속활자인 정리자로 인쇄한 『화성성역의궤』

『화성성역의궤』에는 다른 의궤에는 없는 권수(卷首)를 두었습니다. 권수에는 공사가 진행된 일자[時日], 공사와 의궤 편찬 및 인쇄에 관련된 관원 명단[座目], 화성의 건물·축성 기구·행사의 그림과 설명[圖說]을 수록하였습니다.
권1~권6은 본편에 해당되는 내용으로 성곽 축조와 관련한 구체적인 내용입니다. 축성과 관련한 임금의 명령과 신하들의 보고 및 건의, 각종 행사의 내용, 공문서, 규정, 참여한 장인들의 명단, 사업 경비 예산과 결산 내용을 실었습니다. 특히 권1의 맨 앞에는 '임금이 지은 화성 축성을 위한 기본 방법과 계획'이란 뜻의 「어제성화주략(御製城華籌略)」이 있습니다. 이것은 정조가 정약용(丁若鏞, 1762~1836)이 올린 화성 축성 계획서인 「성설(城說)」을 토대로 작성한 화성 축성의 기본 계획서입니다.
마지막으로 부록[附編]이 있습니다. 앞에서 언급한 화성 외에 행궁이나 군영 등의 관아 건물[公廨], 사직단과 공자묘(孔子廟: 공자사당), 영화정(迎華亭)과 만석거(萬石渠), 역관(驛館) 등의 위치와 규모, 건립 비용, 관련 문서 등을 담았습니다.

실용성과 예술성을 갖춘 「도설」은 수원화성을 세계문화유산에 등재시킨 일등 공신

권수의 핵심은 「도설」입니다. 첫머리에 관련 그림을 넣어 방대한 성역의 규모를 시각적 이미지로 일목요연하게 보여 주고 있습니다. 「도설」에는 건물도, 건물 세부도, 건축 부재도, 공사 기구도, 행사도가 설명과 함께 실려 있습니다.

<화성전도>, 『화성성역의궤』

<동북공심도의 이도(裏圖: 내부도면)>, 『화성성역의궤』 권수 94면

「도설」의 첫 번째 그림은 화성의 전체적인 모습을 담은 <화성전도>입니다. 이어 장안문(長安門)을 비롯한 성곽의 건축물들은 필요에 따라 외도(外圖), 내도(內圖), 이도(裏圖: 내부 도면)로 구분하여 외관뿐만 아니라 내부 구조까지 파악할 수 있도록 하였습니다. 특히 서북과 동북공심돈(空心墩)에 그려진 이도는 투시도법으로 표현되어 삼차원의 공간감을 입체적으로 보여 줍니다. 이러한 풍부한 자료 덕분에 화성은 완벽한 복원이 가능했고 이로써 1997년 12월 세계문화유산으로 등재되었습니다.
건축물뿐만 아니라 건축 부재와 공사에 사용된 기구, 행사 장면 등도 매우 세밀하고 자세하게 그려 시각적 이미지로 설명을 보충해 줍니다. 특히 성곽 축성법과 관련 기구들을 상세히 설명하여 당대의 건축술, 운반 수단과 도구 등을 이해하는 데 아주 중요한 자료가 됩니다.

『화성성역의궤』 기록으로 본 화성 성역 공사

화성 성역 공사는 1784년 1월 7일 석재 뜨는 공사를 시작으로 1786년 9월 10일 공사를 마치고, 10월 16일 낙성 축하 연회를 열었습니다. 화성 건설의 주역은 정조, 화성의 기본 도시 설계를 담당한 이는 정약용, 건설공사 총책임은 총리대신 채제공(蔡濟恭, 1720~1799), 현장의 실무 책임자는 감동당상(監董堂上) 조심태(趙心泰, 1740~1799)였습니다. 축성에 동원된 숙련공인 공장(工匠)은 21종에 1,800여 명이나 되었습니다.
화성 성역 공사에는 총 87만여 냥[현재의 돈 가치로 약 600억 원]을 물자 조달과 인건비에 사용하였습니다. 특히 돌을 다루는 석수는 가장 중요한 장인으로 매일 4전 5푼[약 3만2천 원]의 임금과 쌀 6되가 제공되었습니다. 당시 화성 성역에는 전국에서 비숙련 임금노동자[給價募軍]가 모여들었고 이들에게는 매일 2전 5푼[약 1만8천 원]의 임금이 지급되었습니다.
성벽을 쌓을 때는 자연 지세를 그대로 살리고 축성 재료는 돌과 벽돌을 사용했습니다. 공심돈과 암문(暗門) 등에는 벽돌을 많이 사용하여 견고하고 아름다운 건물을 만들었습니다. 짐을 싣고 경사지를 쉽게 올라갈 수 있도록 유형거(游衡車)와 무거운 돌을 쉽게 들어 올리는 데 유용한 거중기를 제작하여 축성 작업의 효율성을 크게 높였습니다.

화성의 둘레는 5,744m, 면적은 1.3㎢로 동쪽 지형은 평지를 이루고 서쪽은 팔달산에 걸쳐 있는 평산성의 형태입니다. 남쪽 팔달문(八達門), 북쪽 장안문(長安門), 동쪽 창룡문(蒼龍門), 서쪽 화서문(華西門)의 4대문과 화홍문(華虹門)과 남수문(南水門)의 2수문을 비롯하여, 암문(暗門), 적대(敵臺), 노대(弩臺), 공심돈, 봉돈(烽墩), 치성(雉城), 포루(砲樓), 장대(將臺), 각루(角樓) 등의 군사시설 외에 성신사(城神祠), 사직단, 공자묘(孔子廟), 행궁과 부속 건물로 구성되었습니다.

정조가 건축을 통해 일구어 낸 개혁 정치의 종합 보고서 『화성성역의궤』

정조는 즉위 후 13년이 지난 1789년 아버지 사도세자의 묘소를 화산(花山)으로 이전합니다. 1793년 수원도호부를 화성유수부로 승격시킨 이듬해 화성 성역 사업을 시작하여 1796년 완료합니다. 화성 신도시는 정조의 계획 아래 행궁, 성곽, 도로, 교량, 수문과 시장의 도시기반시설 및 저수지와 국영농장 등의 농업생산시설, 공격과 방어의 군사시설 등을 갖춘 계획도시입니다. 따라서 『화성성역의궤』는 단순한 건축 보고서가 아니라 정조의 개혁 정치의 꿈을 담은 결실이라고 할 수 있습니다.
『화성성역의궤』는 오늘날의 화성이 있게 한 일등 공신이고, 18세기 정조 시대의 정치, 경제, 사회, 문화, 과학, 풍속, 예술 등을 입체적으로 살펴볼 수 있는 역사 문헌입니다.

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『화성성역의궤(華城城域儀軌』

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정조가 만든 신도시 화성 성역의 종합 보고서 | 큐레이터 추천 소장품

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『화성성역의궤(華城城域儀軌』, 정조가 만든 신도시 화성 성역의 종합 보고서 | 큐레이터 추천 소장품

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국립중앙박물관,『화성성역의궤』는 정조(正祖)가 구상한 신도시인 화성(華城) 성역 조성 전 과정을 기록한 종합 보고서입니다. 화성은 정조가 수원도호부(水原都護府) 관아와 민가를 팔달산으로 옮겨 새롭게 조성한 신도시로, 1794년(정조 18) 1월에 공사를 시작하여 1796년(정조 20) 9월까지 32개월 만에 완성하였습니다. 공사 기간은 원래 10년을 계획했지만 정조...

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천체의 운행과 그 위치를 측정하기 위해서 만들어졌다

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일명 혼의(渾儀) · 혼의기(渾儀器) · 선기옥형(璇璣玉衡)이라고도 한다. 고대 중국의 우주관인 혼천설(渾天說) 에 기초를 두어 서기전 2세기경에 처음 만들어졌다.

우리 나라에서는 확실한 자료는 없으나, 삼국시대 후기에서 통일신라시대와 고려시대에 만들어 사용하였을 것으로 추측된다. 기록에 나타난 바로는 1432년(세종 14) 예문관제학 정인지(鄭麟趾), 대제학 정초(鄭招) 등이 왕명을 받아 고전을 조사하고, 중추원사 이천(李蕆), 호군 장영실(蔣英實) 등이 1433년 6월에 최초로 제작하였다.

처음에는 재료로 목재를 사용하였으나 뒤에 구리로 제작하였다. 1657년(효종 8)에는 최유지(崔攸之), 1669년(현종 10)에는 이민철(李敏哲)과 송이영(宋以穎) 이 각각 제작하였다.

효종 때의 혼천의는 시계장치를 연결하여 혼천시계로 만들어진 것이다. '혼천의'라는 명칭은 중국 한나라 때부터 사용되었고, 그 이전에는 '선기옥형' 또는 '기형(璣衡)'이라 불렸다.

기형의 기(璣)는 하늘은 공[球]처럼 둥글다고 생각하고 그 표면에 일월성신의 운행을 설명할 수 있는 천구의(天球儀)를 뜻하고, 형(衡)은 천구의를 통하여 천체를 관측할 수 있는 관(管)을 의미하는데, 크기는 『서경』 에 따르면 기경(璣經)은 8척, 둘레 25척, 형장(衡長)은 8척에 그 구경이 한치였다. 그리고 '혼천의'의 혼(渾)은 둥근 공을 말하는 것으로서 동심다중구(同心多重球)를 의미한다.

구조는 세겹의 동심구면으로 되어 있다. 제일 바깥층에서 중심으로 지평환(地平環) · 자오환(子午環) · 적도환(赤道環) 등 세 개의 환으로 구성되어 있다.

지평환은 지평에 평행하며 천구를 상하로 양분하며, 자오환은 천구자오선과 일치하는 대원(大圓)을 이루고, 천구북극 · 천정 · 천구남극 등이 이 대원상에 있어 지평환과는 지평에서 직각으로 만난다. 적도환은 천구적도와 일치하는 환으로서 자오선과는 직교하나 지평환과는 엇비슷하게 만난다.

이들 세 개의 환이 교착되어 그곳에서의 천구를 알 수 있고, 천구의 상하와 사방을 추측할 수 있다 하여 이 환들을 육합의(六合儀)라 한다. 가운데 층은 황도환(黃道環)과 백도환(白道環)으로 구성되어, 해와 달 그리고 별을 관측할 수 있다. 따라서, 가운데 층을 삼진의(三辰儀)라 하는데 여기서 황도는 태양의 길, 백도는 달의 길을 의미한다.

안쪽 층은 적경쌍환(赤經雙環) · 극축(極軸) · 규관(窺管)으로 구성되며, 망원경과 같이 천체를 관측하는 규관을 통하여서는 동서남북 사방을 볼 수 있으므로 사유의(四遊儀)라 한다. 이들 각 층의 각 환에는 필요한 수의 눈금을 표시하여 정확하게 관측하였다.

혼천의는 아침 · 저녁 및 밤중의 남중성(南中星), 천체의 적도좌표 · 황도경도 및 지평좌표를 관측하고 일월성신의 운행을 추적하는 데 쓰였다.

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천체의 운행과 그 위치를 측정하던 천문관측기.

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자격루는 물시계와 시보장치로 구성되었다. 즉, 아날로그 물시계와 디지털 시보장치의 결합으로 이해될 수 있다. 물시계는 12시를 측정하였고, 시보장치는 12시와 밤의 5경점을 알려주었다. 자격루의 핵심은 자동 시보가 가능한 장치가 있었다는 점인데, 자시(子時)부터 해시(亥時)까지 시간마다 종을 한 번씩 울렸다. 그리고 밤에는 경마다 인형이 북을 치고, 점마다 징을 쳐서 시간을 알리도록 했다.

작동 원리는 다음과 같다. 우선 크고 작은 파수호 4개에서 물이 흘러내리면 원통형인 수수호로 들어간다. 여기에서는 유압을 일정하게 하는 것이 관건이었다. 그리고 2개의 수수호에 하루를 12시 100각으로 등분한 부전을 각각 넣었다. 수수호 2개를 번갈아 사용했는데, 수수호에 물이 고이면 그 위에 떠 있는 잣대가 점점 올라가서 일정 눈금에 닿게 되고, 거기에 있는 지렛대 장치인 방목(方木)을 건드려 그 끝에 있는 쇠구슬을 구멍 속에 굴려 넣어준다. 그 쇠구슬이 떨어지면서 동판의 한 면을 치면, 동력이 전해져서 나무로 된 인형 3개가 종, 북, 징을 쳐서 시보장치를 움직인다. 그리고 나무인형 둘레에는 12지신 인형을 배치하여 각 시각을 알리도록 했다. 해당 시간이 되면 종이 한 번 울리고 나서 십이지 인형이 등장하는데, 그 인형은 곧바로 들어가지 않고 두 시간 동안 전시되었다. 언제든지 시간을 파악할 수 있게 한 조처였다.

출처:우리역사넷

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『세종실록』에 따르면, 앙부일구는 세종 16년(1434) 10월 2일 혜정교(惠政橋)와 종묘 앞 두 곳에 처음으로 설치되었습니다. 당시 한양의 동서를 가로지르는 대로가 혜정교와 종묘 남쪽을 지나 서대문과 동대문으로 이어졌으니, 백성들이 많이 지나다니던 종로 대로에 해시계가 설치되었던 것입니다. 많은 백성들이 시각을 알 수 있게 배려한 것이지요.

출처:국립중앙박물관

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화포에서 발사하면 표적으로 날아가 산산조각 터지며 대단한 위력을 자랑했다. 임진왜란(1592년) 당시 경주읍성 탈환에 사용된 기록이 전한다.

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'날아올라 적을 치니 폭발할 때 하늘을 진동하는 소리를 낸다'하여 이름 붙은 '비격진천뢰(飛格震天雷)'. 16세기인 조선 선조 때 병기 제조창 군기시(軍器寺) 화포장(火砲匠)이었던 이장손이 발명해 '귀신폭탄'으로도 불린 '조선군 비밀병기'다. 중국에도 이와 비슷한 '진천뢰'라는 폭탄이 있었지만, 조선의 '비격진천뢰'는 무쇠로 만든 공 모양 안에 발화장치인 죽통(竹筒)을 넣으면서 도화선을 감는 횟수를 달리해 폭발 시간을 조정하는 '시한폭탄'이란 점이 특징이다. 화포에서 발사하면 표적으로 날아가 산산조각 터지며 대단한 위력을 자랑했다. 임진왜란(1592년) 당시 경주읍성 탈환에 사용된 기록이 전한다.

국립중앙박물관이 '임진왜란과 병자호란'을 주제로 한 전시를 상설전시실 1층 중근세관 조선2실에서 열고 비격진천뢰를 포함한 유물 18점을 공개했다.

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임진왜란은 일본의 조선 침략으로 시작돼 명나라도 참전한 동아시아 국제전이었다. 조선은 막대한 피해를 입었고 명은 국력이 약화돼 명청교체기로 넘어갔다. 뒤이은 병자호란(1636년)은 이러한 국제 정세 속에서 청의 칩입으로 발발한 전쟁이며, 오랑캐로 여기던 청에 굴욕적으로 패배했다. 결과적으로 조선은 두 차례의 전쟁으로 정치·사회·경제 전반의 격변을 맞았다. 이번 전시는 이 같은 임진왜란과 병자호란의 전개과정과 함께 전쟁에 사용된 무기, 전쟁 기록, 전쟁에 대한 기억을 펼쳐 보인다.

'전쟁의 무기'에서 조선의 독창적인 무기 비격진천뢰가 소개됐다. 일본군의 신무기 조총, 임진왜란 초반의 열세를 극복하고 조선이 전세를 뒤집을 수 있었던 결정적 계기다. 조선의 전통적 무기인 현자총통, 승자총통도 함께 놓였다.

'전쟁의 기록'에서는 임진왜란 당시 우의정 류성룡(1542~1607)이 전쟁을 미리 대비하지 못한 책임을 통감하여 남긴 '징비록'(국보제132호)이 전시 중이다. 병자호란으로 삼학사 중 한 명인 홍익한(1586~1637)과 가족들을 눈앞에서 잃고 홀로 살아남은 딸 남양 홍씨(1626~1682)가 아버지의 뜻을 기리며 꿋꿋하게 살아간 눈물겨운 삶이 묘지명(墓誌銘)에 새겨져 공개됐다.

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훗날 사람들은 두 전쟁을 어떻게 기억했을까? 민간에서는 임진왜란을 배경으로 한 영웅소설 '임진록'이 유행했다. 이순신, 곽재우, 사명당 등 영웅들이 도술(道術)을 부리며 활약해 왜적을 굴복시킨 것으로 과장하기도 하고, 패배한 전투를 승리로 바꾸는 등 허구도 가미됐다. 7년간 이어진 긴 전쟁으로 상처받은 민심을 치유하는 의미의 소설이었고 큰 인기를 끌었다고 한다. 우암 송시열은 '삼학사전'을 저술해 청나라에 끌려가 순절한 3인의 척화신을 추모하고 기억되도록 했다.

전시를 준비한 김진실 국립중앙박물관 고고역사부 학예연구사는 "전후 조선은 큰 타격을 입었지만 전란의 피해를 극복하려는 노력을 통해 18세기 영·정조시대 사회문화적 발전의 기반을 마련할 수 있었다"면서 "이번 전시로 위기와 상처를 보듬고 극복한 조선 사람들의 노력을 보며 장기화 되고 있는 코로나19 확산 상황을 극복할 실마리를 찾을 수 있기를 바란다"고 말했다. 무료 상설전시다.

/조상인 기자 ccsi@sedaily.com

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'귀신폭탄'이라 불린 조선의 비밀병기 '비격진천뢰'

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문화 · 스포츠 > 문화 뉴스: '날아올라 적을 치니 폭발할 때 하늘을 진동하는 소리를 낸다'하여 이름 붙은 '비격진천뢰(飛格震天雷)'. 16세기인 조선 선...

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10308 남현수 거중기의 외형특징

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10308 남현수 거중기의 외형특징

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거중기는 위아래에 바퀴 여덟 개의 겹도르래가 있고, 좌우로는'북'과 '고패(높은 곳에 물건을 올리고 내릴 때 걸치는 작은 바퀴나 고리) 및 ´십자궐 (십자형의 말뚝)'로 구성된 '거(종이나 북 등을 거는 틀)가 있다.

-출처: 모아사이언스

-사진 출처: 한국민족문화대백과사전

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중기는 위에 4개와 아래 4개의 도르래를 수평으로 연결하고 아래 도르래 밑으로 물체를 달아매고, 위쪽 도르래의 양쪽으로 잡아당길 수 있는 끈을 연결하여 끈을 잡아당기면 도르래가 움직이면서 물체가 위로 들어 올려지게 만들수 있었다                 .출처: https://if-blog.tistory.com/5946 [교육부 공식 블로그:티스토리]

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지구의 자전축인 축을 시계장치에 연결

1일에 1회 회전

계절과 시간의 변화를 알 수 있음

지평환 : 지평면 (지구 상의 한 점에서 연직선(중력의 방향을 나타내는 선) 에 수직인 평면)

천경 흑쌍환 : 자오선 (천구(天球)의 두 극과 천정(天頂)을 지나 적도와 수직으로 만나는 큰 원)

천위 적단환 : 적도를 연장시킨것

황도 단환 : 태양이 지나다니는 경로

백도 단환 : 달이 지나다니는 경로

https://encykorea.aks.ac.kr/Article/E0063921%20%20%20

https://www.edunet.net/nedu/contsvc/viewWkstContPost.do?contents_id=fs_a0000-2015-0702-0000-000000000162&head_div=s2015w%20%20%20

https://dict.naver.com/dict.search?query=%EC%9E%90%EC%98%A4%EC%84%A0%20%20%20

https://if-blog.tistory.com/5873

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-비격진천뢰는 공격 지점에 낙하한 후 바로 폭발하는 것이 아니라 약간의 시간이 지난 뒤 안에 있는 화약이 폭발하는 원리로 제작되었다.

http://contents.history.go.kr/

-폭발 시간 조절은 ‘주격철통’이라는 긴 구조물에 넣은 도화선으로 했다. 도화선에 불을 붙이면 도화선이 타들어 가다 일정 시간이 지나 화약에 닿아 폭발한다. 마치 수류탄이 터지듯 몸통 파편과 마름쇠가 튀어나가 적을 공격했을 것으로 추정된다.

https://news.zum.com/

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혼천의는 천체 모형이다

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영침은 한양의 위도에 맞춘 37도 30분에 맞추어 수영면 안쪽에 비스듬히 고정되어 있다. 하늘의 태양이 동쪽에서 서쪽으로 움직임에 따라 태양의 빛이 앙부일구의 가운데 영침의 그림자를 만든다. 그림자의 위치는 태양의 운행과 반대 방향인 서쪽에서 동쪽으로 움직이며 수영면에 나타난다. 수영면에 해의 그림자를 만들면 시간과 절기를 파악할 수 있다.

출처:우리역사넷

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사실임.

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학습자료/과학

거중기의 원리

대한민국 교육부 2015. 12. 7. 16:02

인간은 오래전부터 적은 힘으로 큰 물체를 옮기거나 드는 일을 하기 위해 여러 가지 도구를 발명하여 사용하였습니다. 지레를 발명하여 큰 돌을 옮길 수 있었으며, 도르래를 사용하여 큰 물체를 들어 올리기도 하였습니다. 현재 우리 주변에서 흔하게 사용하는 시소, 병따개, 손톱깎이, 자전거 기어 등이 도구를 사용한 예입니다.

▲ 일의 원리가 적용된 시소, 손톱깎이, 병따개(출처: 에듀넷)

그러면 일의 원리란 무엇일까요? 일을 하기 위해 도구를 사용할 때 한 일의 양은 도구를 사용하지 않을 때 한 일의 양과 같은데 이를 일의 원리라고 합니다. 그렇다면 왜 우리는 왜 도구를 사용할까요? 바로 힘에 이득이 있기 때문입니다. 즉, 도구를 사용함으로써 작은 힘으로 큰 물체를 들어 올리거나 옮길 수 있게 되죠. 높은 산을 오를 때 지그재그로 올라가면 힘이 덜 들게 됩니다. 그렇지만 직선으로 올라갈 때보다 시간이 더 걸리죠. 시소를 탈 때 시소의 중심으로부터 가벼운 사람은 멀리 앉고, 무거운 사람은 가까이 앉으면 수평을 이룰 수 있는 현상도 일의 원리입니다. 일은 다음과 같은 식으로 표현할 수 있습니다.

여러 가지 도르래를 이용하는 것도 일의 원리를 이용한 것입니다. 약한 힘으로 무거운 물체를 들어 올리기 위함이죠.

▲ 거중기 전도(출처: 에듀넷)

▲ 수원 화성(출처: 에듀넷)

18세기 조선 후기 정조는 수원 지역에 새로운 성을 쌓으라고 지시합니다. 엄청난 규모의 성을 쌓기 위해서는 많은 인력이 필요했지만, 정약용은 적은 인원으로 성을 쌓을 수 있도록 이동이 편리하고 효율적인 기계인 거중기를 개발하였습니다. 이는 정조가 중국에서 가져온 <기기도설>이란 책에 있는 서양의 도르래 원리를 이용하여 우리나라 실정에 맞게 고안한 것입니다. 거중기는 위에 4개와 아래 4개의 도르래를 수평으로 연결하고 아래 도르래 밑으로 물체를 달아매고, 위쪽 도르래의 양쪽으로 잡아당길 수 있는 끈을 연결하여 끈을 잡아당기면 도르래가 움직이면서 물체가 위로 들어 올려지게 만들었습니다. 이렇게 거중기를 이용하여 적은 힘으로 수원 화성을 쌓을 수 있었습니다.

▲ 거중기에 적용된 도르래와 원리(출처: 에듀넷)

만약 80N의 물체를 거중기로 들어 올린다면 움직 도르래 4개의 움직임으로 8개의 줄이 당겨 주는 역할을 하여 힘이 1/8로 줄어들게 됩니다. 즉, 10N으로 잡아당기면 되는 것이죠. 그리고 힘의 방향을 바꾸기 위해 고정 도르래를 설치하여 아래에서 쉽게 당길 수 있는 구조였답니다.

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학습자료/과학 대한민국 교육부 2015. 12. 7. 16:02 인간은 오래전부터 적은 힘으로 큰 물체를 옮기거나 드는 일을 하기 위해 여러 가지 도구를 발명하여 사용하였습니다. 지레를 발명하여 큰 돌을 옮길 수 있었으며, 도르래를 사용하여 큰 물체를 들어 올리기도 하였습니다. 현재 우리 주변에서 흔하게 사용하는 시소, 병따개, 손톱깎이, 자전거 기어 등이 도구를 사용한 예입니다.