깜짝 과학실험

                                  강성기 지음 / 도서출판 바른사

14. 물과 기름은 친구

   

 

 아무리 작은 물체라도 높은 곳에서 떨어지면 점점 속력이 붙어 무서운 위력을 보입니다. 만약 하늘 높은 에서 떨어지는 빗방울이 가속력을 받는다면 어떻게 될까요?
   무서운 가속력을 받은 빗방울에 맞는다면 큰 부상을 입을 수 있으니까 쇠로 만들어진 우산을 쓰고 다녀야겠죠?

 다음의 놀이를 하면서 떨어지는 빗방울이 가속력을 받지 않는 이유를 알아봅시다.

 

 

 

*  필요한 것은

 메스 실린더(긴 것), 식용유, 물, 색소, 스포이드

 

* 어떻게 할까요?

       

 1.비닐 종이를 접어 가위로 둥글게 잘라 실을 묶어 낙하산을 만들어 던져 보자.  

 2.메스실린더에 식용유를 가득 넣는다.

 3.물에 붉은 색소를 넣는다.

 4.식용유가 가득 든 메스실린더에 스포이드나 빨대로 붉은 색소물을 한 방울 떨어 뜨린     다.

 5.몇 번 되풀이 하면서 물방울의 떨어지는 모양과 속력을 관찰 해 보자.

 

* 왜 그럴까요?

 물체가 낙하(떨어질)할 때는 가속력이 붙습니다. 지상 1m높이에서 떨어지는 돌멩이보다는 지상 10m에서 떨어지는 돌멩이의 파괴력이 훨씬 큽니다. 이는 가속력이 붙어 점점 속력이 빨라지기 때문입니다. 점점 속력이 빨라지는 것을 '가속력이 붙는다'라고 이야기합니다.

 낙하산을 위로 던져 올려 내려오는 속력을 관찰해 봅시다. 낙하산은 공기의 저항을 받아 가속력이 붙지 않은 처음의 속력과 마지막의 속력이 똑 같습니다. 처음의 속력과 마지막의 속력이 같은 이러한 운동을 등속 운동이라 합니다.

 물의 밀도는 1 이며 식용유의 밀도는 0.816으로, 물은 식용유보다 밀도가 크기 때문에 섞이지 않으며 식용유 밑으로 가라앉습니다.

 실험에서 살펴본 바와 같이 붉은 색소물이 밑으로 가라앉을 때 식용유의 저항을 받은  붉은 물방울은 타원형에 가깝습니다. 물방울이 떨어지는 가속력과 식용유에 의한 저항력이 같기 때문에 처음의 속력과 마지막의 속력이 같은 등속운동을 하는 것입니다.

 높은 하늘에서 떨어지는 빗방울이 가속력을 받는다면 어떻게 될까요? 다행히도 빗방울은 공기 저항을 받아 밑부분이 타원형으로 되면서 천천히 내려오는 등속 운동을 하기 때문에 시원하게 빗방울을 맞을 수 있답니다. 요즘은 산성비가 내리기 때문에 꼭 우산을 써야 하지만.