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[도전! 섭섭박사 실험실] 빙글빙글 소용돌이를 만들어라!




섭섭박사님이 멋진 영화감독으로 변신했어요. 섭섭박사님의 도전 작품은 재난 블록버스터 영화! 그런데, 한 가지 문제가 생겼어요. 컴퓨터 그래픽으로 만든 소용돌이가 너무 어색했던 거예요.

포기를 모르는 섭섭박사님은 중대한 결심을 했답니다.

“그래! 소용돌이를 직접 만드는 거야!”







올해 6월, 중국 장쑤성엔 강력한 토네이도가 휘몰아쳤어요. 그 결과 100명 가까운 사람들이 죽고, 840여 명의 사람들이 다쳤지요. 당시 토네이도의 풍속은 초속 60m 정도였어요. 이는 건물의 벽이 뜯겨져 나가고 자동차가 날아갈 정도의 강한 바람이랍니다.

토네이도의 정확한 발생 원인은 아직 밝혀지지 않았어요. 고온다습한 공기가 불안정한 대기 속에서 위로 올라가면서 발생한다는 정도만 알려져 있지요. 토네이도는 주로 넓은 평지나 바다에서 나타나기 때문에 산이 많은 우리나라에서는 잘 생기지 않아요.






우리는 하루에도 몇 번씩 소용돌이를 봐요. 변기나 욕조에 채운 물이 내려갈 때에도 소용돌이가 생기거든요. 큰 용기에 담겨 있던 물이 작은 구멍을 통해 빠져나갈 때 생긴답니다.

왜 변기와 욕조 속 소용돌이는 위쪽이 넓고 아래쪽이 좁을까요? 회전하는 물에는 원심력이 작용해요. 그 결과, 물이 바깥쪽으로 밀리면서 가운데에 공기가 움직이는 통로가 생기지요. 이 통로가 기둥으로 이어지는 게 소용돌이예요. 이때 깊은 곳일수록 물의 압력에 많이 눌려서 공기 통로가 좁아진답니다. 그래서 아래로 갈수록 소용돌이가 좁아지는 거예요.














1821년, 영국의 과학자 마이클 패러데이는 전류가 흐르는 전선 주변의 나침반이 움직이는 걸 목격했어요. 이후 ‘전기가 흐르는 물체 주변엔 자기장이 생긴다’라는 사실을 밝혀냈지요. 반대로 자기장이 있는 곳엔 전기가 생기기도 해요. 전기를 통하면 자석으로 변하는 전자석이나, 자석을 빠르게 움직여 전기를 만드는 발전기가 이를 활용한 대표적인 예랍니다.

건전지 위에 올린 구리선에도 전기가 흐르고, 자기장이 생겨요. 또한 건전지 밑에 있는 자석에서도 자기장이 나오고 있답니다. 즉, 두 종류의 자기장이 구리선에 영향을 주고 있는 거예요. 방향이 다른 두 개의 자기장은 물리적인 힘을 만들어내요. 실험에선 구리선을 회전시키는 방향의 힘이 만들어지지요.

다양한 소용돌이를 만드는 모습과 실험 결과를 <어린이과학동아> 홈페이지에 올려 주세요.

멋진 실험을 한 친구를 뽑아 선물을 보내 드릴 거예요~! 많이 참여해 주세요!

글 : 정한길 어린이과학동아 hg1road@donga.com
이미지 출처 : 어린이과학동아, 게티이미지뱅크

어린이과학동아 2016년 20호
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