실험으로 함께하는  과학놀이

                              강성기 지음 / 도서출판 바른사

제 4 장   움직이는 장난감

2.  진동 모터 카

 

   일반적으로, 진동 없이 부드럽게 달리는 자동차일수록 고급 차에 속한답니다. 그러나 우리는 이 진동으로 움직일 수 있는 자동차를 만들려고 합니다.

  조금 엉뚱하기는 하지만 만들어서 놀다 보면 재미있는 원리들을 많이 발견할 수 있답니다. 진동의 힘으로 움직이는 자동차를 만들어 멋진 '카 레이서'가 되어 봅시다.

 

? 필요한 것은

호스, 페트병, 전동기, 프로펠러, 전선, 건전지, 가위, 송곳

? 어떻게 할까요

1. 아크릴 판에 전동기를 고정시킨다.

2. 전동기와 전선을 연결하여 스위치를 만든다.

3. 아크릴 판의 밑면에 페트병 조각이나 책받침 조각을 잘라 구부려 네 개의 다리를 만들어 붙인다(이때 다리의 구부린 방향이 자동차의 진행(전진 또는 후진) 방향에 영향을 주므로 완성된 후에 다시 한번 점검하여 교정한다).

4. 병 뚜껑이나 필름통 뚜껑에 구멍을 뚫어 전동기 축에 끼운다(이때 병 뚜껑이나 필름통 뚜껑의 중앙에 구멍을 뚫지 않고 가장자리에 구멍을 뚫어서 회전이 불규칙하게 되도록 함).

5. 호스를 길게 놓고 그 위에 자동차를 얹어 건전지의 스위치를 연결하여 프로펠러를 회전시켜 보자.

6. 호스로 만든 길 위에서 경주를 해보자.

 

? 왜 그럴까요?

차체에 바퀴 대신 얇은 합성 수지(페트병 조각이나 책받침 등) 다리를 만들어 달고, 모터 축에 필름통 뚜껑을 달아 회전시키면, 불규칙한 회전체의 진동에 의해 차가 움직이게 됩니다.

그런데 이 진동 카의 움직임을 자세히 관찰해 보세요. 어떤 경우에는 앞으로 움직이는데 어떤 경우에는 뒤로 움직인답니다. 또는 원모양을 그리며 빙글빙글 돌기도 합니다. 진동 카의 전진과 후진의 방향을 좌우하는 것은 무엇 때문일까요?

프로펠러는 모터의 회전 방향에 따라 공기의 흐름이 바뀌기 때문에 그에 대한 작용과 반작용으로 전진과 후진이 결정되지만 진동 모터카의 운동 방향은 다리의 꺾인 방향에 따라 달라진답니다. 즉, 다리의 꺾인 방향이 뒤로 꺾였다면 전진을, 반대로 꺾였다면 후진을 할 것입니다. 또한 원으로 빙글빙글 도는 것은 도는 쪽 방향으로 다리가 짧기 때문인 것입니다.

이 진동을 이용한 차가 비닐 호스로 된 곡선 구간을 통과 한 뒤에는 정해진 코스를 이탈하지 말고 계속 전진하여 코스 마지막에서는 직선 방향으로 진행할 수 있도록 고도의 창의성을 발휘하여 설계를 해보도록 하세요.

호스를 길게 늘여 놓고 여러 사람들이 한꺼번에 경주하며 즐거운 시간을 보내도록 하세요.