총알이 날아올 때 물속으로 들어가면 정말 안전할까?

영화를 보면 총을 든 괴한에게 쫓기는 주인공이 도망치다 결국 바다나 강물에 뛰어들고 바로 뒤를 이어 괴한들이 총으로 물에 쏘는 것을 흔히 볼 수 있습니다. 물 속을 보여주는 카메라를 통해 우리는 물속에서 유유히 수영치며 도망가는 주인공을 볼 수 있죠. 꽤나 많이 나오는 장면이라 이제 특별할 것도 없지만 과연 실제도 그럴 것인지 궁금할 수 있습니다. 정말 물 밖보다 물 안이 총알의 위협에서 더 안전할까요?

이를 확인하기 위해서는 먼저 '항력'에 대해서 알아 볼 필요가 있습니다. 항력은 물체가 유체 안에서 움직일 때 움직이는 방향의 반대 방향으로 물체의 운동을 방해하는 힘을 의미하며 저항력 혹은 끌림힘이라고 표현되어지기도 합니다. 사람이 물속에서 수영을 할 때 자유롭게 움직이지 못하는 이유가 바로 이 저항력 때문이죠.

그리고 항력은 유체의 밀도, 진행 방향에 수직인 물체 단면적, 그리고 물체의 속도에 비례합니다. 이로 인해 항력은 다음과 같은 공식으로 계산이 가능하게 됩니다.

항력공식

위의 공식에서 p는 유체의 밀도이고 A는 진행 방향에 수직인 물체의 단면적이며 항력 계수(drag coefficient)이라고 불리는 Cd는 물체의 모양에 의존하는 비례상수입니다.

 

위의 공식에서 볼 수 있듯이 항력에 영향을 미치는 요소 중 하나가 바로 유체의 밀도인데 사실 공기와 물은 상당히 큰 밀도의 차이를 보입니다. 보통 바닷물의 밀도는 1,025kg/㎥으로 공기의 밀도 1.29kg/㎥에 비해 약 800배가량 높은 것으로 알려져 있죠. 그리고 이는 총알이 공기중보다 물속에서 더 많은 항력을 받는 이유가 됩니다.

zum 학습백과

실제로 총알을 대기 중에 발사하면 1초에 약 900~1000m의 속도로 목표물을 향해 날아가지만 물속에서는 이런 저항력 때문에 총알의 속도가 급속하게 떨어지게 되어 얼마 못가서 멈춰버리게 되버리죠.

 

물속에 총알을 쏠 때 어떤 일이 발생하는 지를 연구한 사람들은 많이 있는데 Mythbusters 라는 해외의 유명 과학 전문 채널 역시 비슷한 실험을 진행했습니다. 이 채널의 연구팀은 풀장안 물에서 총을 쏘는 실험을 진행했습니다. 변수로는 총의 성능을 두었으며 서론 다른 성능을 지닌 총으로 실험을 진행한 결과 90cm~2m 50cm 이상 깊이에 사람이 있을 경우 안전 할 수 있다는 결론을 내렸다고 합니다.

Discovery go, Mythbuster

다른 총은 얼마나 멀리 나갈까?

즉, 물에서는 공기 중보다 항력이 크니 총알이 빠르고 멀리 나가는 것이 불가능하죠. 따라서 총을 든 괴한에 쫓길 때 물속에 들어가는 주인공이 결국에 살 수 있었던 장면은 어느정도 과학적인 타당성이 있는 것입니다.