어떤비커가 먼저 채워질까? 과학상식 있는사람만 풀수있는 문제

어떤비커가 먼저 채워질까? 과학상식 있는사람만 풀수있는 문제

13번 탱크가 가장 먼저 채워지는 이유 — 13개 연결 비커 퍼즐 완전 정복

물이 흐르는 경로를 한 번에 꿰뚫어보면, 퍼즐은 더 이상 ‘눈속임’이 되지 않습니다. 핵심은 막힌 관과 배수 높이 차이를 찾아내는 것!

어떤비커가 먼저 채워질까? 퍼즐 개요

13개의 비커(탱크)가 복잡한 관으로 연결돼 있고, 수도꼭지에서 1번 탱크로 물이 떨어집니다. 목표는 어느 탱크가 가장 먼저 가득 차는지를 찾는 것. 겉보기에 2·3·4번처럼 위쪽에 있는 탱크들이 먼저 찰 것 같지만, 실제로는 13번이 가장 먼저 만수위(탱크 상단)까지 도달합니다.

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원리 ① 중력·수위·배수 높이

1. 중력: 물은 항상 낮은 곳으로 흐릅니다.
2. 배수 높이: 각 탱크의 “출구관” 위치가 배수 기준점. 수위가 이 높이를 넘지 않으면 다음 탱크로 흐르지 않습니다.
3. 막힌 관: 일부 파이프는 끝이 막혀 있어 물이 통과하지 못합니다. 시각적으로는 연결돼 보여도, 막혀 있으면 해당 경로는 무시해야 합니다.

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원리 ② 탱크별 관로 분석

1번 탱크

• 수위가 출구 높이를 넘으면 오른쪽→왼쪽으로 한 번 꺾여 가로 메인관으로 이동.
• 이 메인관이 실제로 2·3·4번으로 올라가려면 관이 열려 있어야 하는데, 모두 막힌 U자형 턱이 있어 진입 불가.

4·3·2번 탱크

• 출구가 있지만 진입부가 막혀 물 한 방울도 못 들어감. 배제.

가로 메인관 → 좌측 세로관

• 1번에서 흘러나온 물이 가장 먼저 만나는 완전 개방 경로.
• 이 세로관은 5번 탱크 측면·13번 탱크 상단, 그리고 하단 바닥 배수로로 이어진다.

5번 탱크

• 진입관은 열려 있지만, 오른쪽 출구가 6번으로 이어짐. 6번 진입이 막혀 있으므로 5번은 절대 만수가 안 됨.

6·7·8·9·10·11·12번 탱크

• 상·하·측면 경로 중 최소 하나가 막혀 있거나 출구 높이가 더 낮아, 물이 먼저 빠져나가 버림. 채우는 속도 < 배수 속도.

13번 탱크

• 좌측 세로관에서 유일하게 완전 개방된 진입·배수 구조.
• 바닥에 별도 출구가 없어 물이 고이기만 하며, 메인관 배수 높이보다 13번 탱크 상단이 더 낮음.
• 결과적으로 물이 13번 탱크부터 차오르고, 상단에 닿아 만수위가 되는 순간 퍼즐 종료.

요약: 모든 상위 탱크는 관이 막히거나, 물이 흘러가며 다시 빠져나갈 길이다. 오직 13번만 “들어온 물이 빠져나갈 곳이 없는 구조”여서 가장 먼저 가득 찬다.

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자주 나오는 오답 검증

오답 후보	왜 틀렸을까?
7번	7번 좌측 진입로 끝에 턱이 있어 7번으로 물이 진입 불가.
8번	1→8 직통 같아 보여도, 8번 상부 진입로 관 끝이 막혀 있음.
10번	바닥 메인관 종착처럼 보이지만, 13번이 먼저 차야 바닥 수위가 상승.

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퍼즐 속 과학 상식 포인트

• 사이펀 효과: 출구관이 상부에 있으면 물이 잘 안 빠진다. 반대로 아래쪽에 있으면 작은 수위 차에도 급히 빠진다.
• 관 직경 무시: 퍼즐은 수위만 따진다. 실제 유량·마찰손실은 계산하지 않음.
• 열린·막힌 경로 구분: 흰색 내부선이 연결돼 있어야 열린 관. 내부에 검은 막대가 있으면 ‘벽’으로 간주.

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실생활 응용

• 배수 설계: 옥상 빗물 배수로를 설계할 때 높은 곳에 “에어벤트”가 막혀 있으면 물이 넘칠 위험.
• 화학 플랜트: 반응기 하류에 *데드 레그(dead leg)*가 있으면 슬러지 고착. 관 말단 막힘을 반드시 제거해야 한다.

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결론

• 가장 먼저 채워지는 탱크: 13번
• 이유: 유일하게 들어오는 물이 빠지지 않는 폐회로 구조이기 때문.
• 퍼즐을 풀 때는 “관이 연결돼 보이지만 실제로 뚫려 있는가?”를 최우선으로 확인하면 된다.

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참고 자료

• Fact Republic, “Puzzle #33 – Tank Puzzle #4”, 정답 13번 (Fact Republic)