안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
물방울이 바위를 뚫는 것은 압력의 누적에 의한 것입니다. 물방울이 바위에 떨어질 때, 물방울의 무게에 의해 바위에 압력이 가해집니다. 이 압력은 물방울이 떨어지는 횟수만큼 누적되기 때문에, 결국 바위를 뚫을 수 있는 힘을 가지게 됩니다. 손가락으로 책상을 10만번 두드려도 구멍이 뚫힐 가능성은 매우 낮습니다. 손가락으로 책상을 두드릴 때는 물방울이 바위를 뚫을 때와는 달리, 압력이 누적되지 않기 때문입니다. 손가락으로 책상을 두드릴 때는 손가락이 책상에서 떨어질 때마다 압력이 해소됩니다. 따라서, 아무리 많은 횟수로 책상을 두드려도 압력이 누적될 수 없으며, 결국 구멍이 뚫힐 수 없습니다. 물방울이 바위를 뚫는 현상은 카피텔라리 효과라고도 불립니다. 카피텔라리 효과는 액체가 가는 관이나 섬유의 표면에 달라붙는 현상을 말합니다. 카피텔라리 효과에 의해 물방울은 바위 표면에 달라붙어, 압력을 가할 수 있게 됩니다. 실제로, 물방울이 바위를 뚫는 현상은 자연계에서 흔히 볼 수 있습니다. 예를 들어, 석회암 동굴은 빗물과 지하수에 의해 석회암이 용해되어 형성됩니다. 빗물은 석회암의 미세한 균열을 따라 흘러 들어가고, 석회암을 녹이면서 구멍을 형성합니다. 이러한 구멍이 쌓이면서 석회암 동굴이 형성됩니다. 또한, 물방울이 바위를 뚫는 현상은 공학 분야에서도 응용되고 있습니다. 예를 들어, 암반 굴착 공법 중 하나인 수압 암반 굴착은 물을 압축하여 암반에 강력한 압력을 가하여 암반을 깨뜨리는 공법입니다.
