주메뉴바로가기 본문바로가기

[교과연계수업] 원심력과 구심력의 조화, 쇼트트랙!

☞ 과학으로 즐기는 2018 평창 동계올림픽! 1편
 
 
안녕하세요. 디사이언스 입니다!
 
2018 평창 동계올림픽이 열렸어요! 우리나라에서 처음 열리는 동계올림픽~! 정말 기대가 되네요. 동계올림픽이 열린 이후 겨울 스포츠 경기를 보는 재미에 푹~ 빠졌지 뭐예요. 과학과 함께 동계올림픽 종목을 2배 더 재밌게 즐겨 보면 어떨까요? 그중에서도 오늘은 첫 번째로 얼음 위의 날쌘돌이 대결인 *쇼트트랙과 *스피드 스케이팅에 대해 알아보기로 해요. 얼음 위에서 스케이트를 타고 빠르게 달리는 이 두 종목을 잘 하는 비결은 뭘까요?
 
*쇼트트랙 : 스피드스케이트와 비슷하나 경기장의 크기가 훨씬 작다. 빠른 속도도 중요하지만 회전을 얼마나 효과적으로 하느냐가 더 중요하다. 힘보다는 기술이 중요한 운동이다.  111.12m의 짧은 트랙을 달리기 때문에 ‘쇼트트랙’이라고 부른다. 
 
*스피드 스케이팅 : 얼음 위에서 스케이트를 타고 속도를 겨루는 경기로, 빙상 경기의 가장 기본적인 스포츠이다. 육상 경기의 달리기처럼 단거리와 장거리, 계주 종목이 있다.
 
우선 두 종목을 정확하게 알고 있나요? 쇼트트랙과 스피드 스케이팅이 정확히 어떤 종목인지 알아보아요~!
 

GIB

한국의 기대 종목이 스피드스케이팅과 쇼트트랙이라고요? 지난 2010년 밴쿠버올림픽 때 금메달을 딴 스피드스케이팅의 이상화, 모태범, 이승훈 선수와 6번째 올림픽에 출전하는 이규혁 선수, 다관왕을 노리는 쇼트트랙의 심석희, 김아랑, 박세영 선수…. 와우~! 대단하군요.

한국 선수들이 좋은 성적을 내는 비결을 조사했더니 ‘곡선에 강하다’는 결론이 나왔어요. 곡선에서 속도를 내면 바깥쪽으로 향하는 힘인 원심력이 커져 넘어지거나 코너를 벗어나요. 그래서 보통 곡선에서 속도를 줄이고 직선에서 속도를 내지요. 그런데 한국 선수들은 곡선을 잘 달리는 쇼트트랙 비법을 스피드스케이팅에 결합시켜 곡선에서도 빠르게 달리더라고요.

한국 대표팀은 곡선을 돌 때 허리에 고무벨트를 걸고 사람이 바깥쪽에서 잡아 당겨도 넘어지지 않도록 훈련해요. 빠른 속도로 달릴 때 생기는 원심력을 이기는 훈련을 고무벨트로 대신하는 거죠. 덕분에 한국 선수들은 코너를 빠른 속도로 달릴 수 있어요.

● 나는 절대 넘어지지 않는다! 원심력과 구심력

빠른 속도를 내려면 어떻게 해야 하는지를 배웠어요. 하지만 무작정 속도만 낸다고 겨울 스포츠의 고수가될수 있는 것은 아니죠. 빠른 속도를 감당하지 못한다면 얼음이나 눈밭 위에서 꽈다당 하고 넘어질 수밖에 없어요. 심하면 크게 다칠 수도 있답니다.
 
진정한겨울스포츠고수는속도를내야 할 곳에서는최대한내고, 속도를줄여 할 곳에서는 최소한으로 줄일 수 있는 조절 능력과 균형 감각을 가진 사람이랍니 다. 그 비밀은 어디에 있냐구요? 바로원심력 구심력’입니다.
 
*원심력과 구심력 : 둥그런 아이스링크에서 스케이트를 타면서 회전을할때 속도를 줄이지 않으면 어떻게 될까? 아마 앞의 장애물에 부딪히면서 큰 사고를 당할 것이다. 이것은 원운동을 하는 물체가 바깥으로 나가려는 힘인‘원심력’때문이다. 반대로 원의 안쪽으로 잡아당기는 힘은‘구심력’이다. 이 구심력을 원심력보다 크게 해야 넘어지지 않고 효과적으로 회전을 할 수 있다.
 
*원심력과 구심력 쉽게 이해하기
 
➊양동이에 물을 반쯤 넣고 크게 원을 그리며 돌려 보자.
➋양동이의 바닥이 하늘로 향할 때 물이 쏟아지는지 살펴 보자.
➌물은 쏟아지지 않았다. 그 이유는 무엇일까?
 
양동이 속의 물은 원 운동을 하면서 밖으로 나가려고 한다. 이런 물의 움직임은 원심력이며 못 나가게 하는 줄의 힘은 구심력이다.
 

<수업안내>


1. 대상 : 동계올림픽 종목 중 쇼트트랙과 스피드 스케이팅에 관심이 많고, 과학의 원리를 알고 싶은 학생들 누구나. (초등학교 5학년 이상 추천) 

2. 제목 : 원심력과 구심력의 조화가 빛난다! 쇼트트랙!

3. 수업 목표  

① 얼음 위에서 곡선 달리기를 잘 하려면 원심력과 구심력의 균형이 필요함을 알 수 있다. 

② 원심력과 구심력의 뜻을 알고 설명할 수 있다. 

③ 종목에 따라 스케이트 모양과 기능이 다르다는 것을 알 수 있다. 

4. 교과 연계 

초등학교 5~6학년 속력과 안전

5. 수업 지도 순서 

2018 평창 동계올림픽의 쇼트트랙 경기 주요 장면과 스피드 스케이팅 경기 주요 장면을 함께 보면서 수업의 호기심을 자극한다 ▶ 쇼트트랙과 스피드 스케이팅을 잘 할 수 있는 과학적인 방법 중 첫 번째인 곡선 달리기를 설명한다 ▶ 곡선 달리기의 과학적 원리인 원심력과 구심력을 설명한다 ▶ 과학으로 더 발전하는 스케이트와 종목에 따른 다양한 스케이트의 모양과 기능을 소개한다.


어린이과학동아 2005년 24호