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드디어 결전의 날이 왔다. 4월 과학의 달을 맞아 열리는 과학 행사! 지난해 과학 행사 때 꼴찌를 한 가슴 아픈 기억을 씻기 위해 일 년 동안 뼈를 깎는 고통을 참으며 내공을 갈고 닦았다! 물로켓, 모형항공기, 달걀 낙하에 숨은 과학 원리는 물론이고 잘 만들고 잘 날리는 비법까지 모두 터득했다! 아뵤오~, 기다려라! 과학행사 짱은 바로 나다! 음하하하!
대회 나가기 전에 반드시 읽어 볼 것!
내가 쏘면 백발백중!
가장 멀리 나가는 물로켓이 이기는 건 이젠 옛말! 멀리가기를 겨루다 보니 지나가는 사람이 다칠 위험이 커 이제는 누가 가장 정확하게 과녁을 맞히는지를 겨룬다. 4월에 열리는 학교 대회에서 이기면 각 도교육청 대회로 진출! 여기서 이기면 전국의 물로켓 고수들이 모이는 전국대회에 출전할 수 있다.
더 높이, 더 멀리, 더 오래!
모형항공기는 하늘에 얼마나 오래 떠 있는 지가 대회의 승패를 결정! 손에서 놓았을 때부터 땅에 떨어질 때까지 걸리는 시간을 잰다. 나무나 전봇대에 걸리면 땅에 떨어진 것으로 치니 조심해야 한다. 독창적으로 나만의 비행기를 만드는 것도 채점 기준에 들어간다.
추락하는 달걀에 날개를!
약간만 부딪혀도 빠직~ 깨져 버리는 달걀을 학교 옥상에서 떨어뜨려라! 달걀이 깨질 거라고 쉽게 포기는 금물! 어떤 재료를 이용하든 달걀만 깨지지 않으면 된다. 하지만 구하기 쉬운 재료로 가장 가볍게 만드는 게 진정한 고수~! 달걀을 보호할 멋진 날개를 다는 사람은 가장 튼튼한 창의력의 날개를 갖고 있다는 증거지!
뉴턴을 모르고 물로켓을 말하지 말라!
‘어린이과학동아’친구들 안녕~! 난 뉴턴이란다. 내가 물로켓을 만든 건 아니지만 물로켓에 내가 발견한 법칙이 들어가 있지. 일단 물로켓을 만드는 과정부터 살펴볼까?
페트병에 물을 담고 공기가 빠져 나가지 못하게 마개로 잘 막아. 그런 다음 펌프를 이용해 공기를 불어 넣어줘. 그러면 병 안의 공기는 나갈 데가 없어서 페트병의 벽과 안에 들어 있는 물을 밀어 내. 이런 상태에서 마개를 열면 공기에 밀린 물이 병의 입구 쪽으로 확 몰려나오고 이 힘 때문에 페트병이 저 멀리 날아가는 거란다. 이 때 내가 발견한 법칙이 적용돼. 뉴턴 운동법칙 가운데제3법칙인 ‘작용 반작용의원리’로 모든 운동은 작용에 반대되는 반작용이 있다는 원리지. 페트병의 마개를 열었을때물이 아래쪽으로 나오는작용에 대한 반작용으로 반대 방향의 힘이 생기는 거야.
비법 하나
탄산음료 페트병을 고르자!
물로켓 속의 공기는 자동차 타이어 안의 공기보다 약 3배나 더 압축돼 있답니다. 도로 위를 쌩쌩 달리는 자동차 바퀴보다 물로켓이 훨씬 강한 힘을 가지고 있다는 말이죠. 물로켓은 이 힘을 견디기 위해 굉장히 튼튼해야 해요. 튼튼하기로만 따지면 딱딱한 금속이 좋겠지만 너무 무겁고 주변에서 구하기 힘들죠. 대신 콜라나 사이다를 담는 페트병은 주변에서 구하기도 쉽고 아주 튼튼해요. 탄산음료는 여름에 너무 뜨거운 열을 받으면 폭발하는 일이 있어 이를 막기 위해 튼튼하게 만들거든요. 주스나 생수를 담은 페트병보다 탄산음료를 담는 페트병이 물로켓 만들기에 좋다는 사실~! 잊으면 안 돼요!
비법 둘
날개가 있어야 백발백중!
물로켓은 날개가 필요 없을 것 같지만 날개를 잘붙여야 원하는 방향으로 날릴 수 있답니다. 날개가 많을수록 정확한 지점으로 날리기 좋아요. 하지만 날개가 너무 많으면 무거워서 멀리 날아가지 않을 수도 있답니다. 가장 적당한 날개 수는 3개! 3개의 날개를 120도 간격으로 페트병에 수직이 되도록 붙이면 된답니다. 과녁에 잘 맞히기 위해서는 물로켓 방향을 잘 잡는 것도 중요해요. 방향을 맞출 때는 바람을 잘 살펴야 하는데 바람이 안 분다면 물로켓의 머리를 목표지점과 일직선으로 맞추고, 바람이 왼쪽에서 불어오면 물로켓의 머리를 약간 왼쪽으로 돌리면 된답니다.
네 가지 힘만 찾으면 나도 고수!
하늘 높이 떠 있는 모형항공기를 보면 꼭 누가 잡고 있는 것만 같아요. 무슨 힘이 모형항공기를 잡아줄까요? 아빠 자동차는 휘발유의 힘으로, 형 자전거는 발의 힘으로, 지하철은 전기의 힘으로 움직여요. 그런데 모형항공기는 아무리 봐도 휘발유, 발, 전기의 힘이 안 보여요. 도대체 어떻게 나는 걸까요? 그건 바로 자연에 네 가지 힘이 숨어 있기 때문이죠!
비법 하나
물 뿌리기 X, 사포질 O!
모형항공기를 만들 때 균형만 잘 맞추면 누구나 잘 날릴 수 있답니다. 가장 먼저 할 일은 비행기의 중심이 되는 막대기, 즉 동체를 잘 다듬는 일이랍니다. 휘지 않았는지 잘 살펴보고 만약 휜 부분이 있다면 손으로 살살 바로 잡거나 사포를 이용해 균형을 잘 맞춰 봅니다. 다 만들고 나서 날개에 물을 뿌리는 친구들이 많아요. 물이 마르면 날개는 팽팽해지지만 날개의 뼈대와 동체는 뒤틀려요. 결국 균형이 안 맞아 잘 날 수가 없어요. 물을 뿌리기보다는 날개종이를 붙일 때 최대한 팽팽하게 붙여야 한답니다.
비법 둘
그냥 날리면 된다고? 오~, NO!
다 만들고 나면 대회에서 날리기 전까지 고이 방안에 놔둬야 한다고요? 아니에요. 실전을 통해서 반드시 날개의 위치를 점검해야 해요.
모형항공기를 잘 잡고 5~7도 아래 방향으로 살살 던져 봐요. ➊번 그림처럼 날 때가 정상이에요. ➋번 그림처럼 치솟았다가 급격하게 머리를 숙일 때는 비행기의 앞이 무거워서 그런 거니 앞날개를 살짝 뒤로 옮겨 보세요. ➌번 그림처럼 머리 부분이 급격하게 아래 방향으로 향하면 비행기의 뒤가 너무 무거워 조금도 날지 못하니 앞날개를 앞으로 옮겨야 해요.
이렇게 하면 안 돼!
비행기를 날릴 때는 바람이 부는 반대 방향으로 날려야 해요. 바람이 부는 방향으로 날려야 멀리 갈 것 같지만 반대로 날려야 비행기가 불어 오는 바람을 타고 높이, 오래 날 수 있답니다. 이것만 명심하면 누구나 모형항공기 고수가 될 수 있답니다!
내 달걀은 내가 지킨다!
학교 옥상에서 떨어뜨리는 달걀에는 두 가지 방향의 힘이 작용하고 있어요. 첫 번째, 위쪽으로 작용하는 공기의 힘! 공기의 항력은 모형항공기가 날아가지 못하게 방해하지만 달걀을 떨어뜨릴 때는 깨지지 않게 도와 준답니다. 두 번째, 아래쪽으로 작용하는 힘! 달걀은 떨어지는 높이만큼 에너지를 갖고 있어요. 달걀이 떨어지면 줄어든 높이만큼의 에너지가 달걀의 속도를 높이는 데 쓰여요. 또 달걀이 바닥에 부딪히는 순간에는 이 에너지가 달걀을 부수는 충격으로 바뀌지요. 어때요? 그냥 간단하게 떨어지는 것처럼 보이지만 그 속에는 아주 많은 과학 원리가 숨어 있죠? 이 원리를 어떻게 이용해야 달걀이 깨지지 않게 할 수 있을까요?
비법 하나
폭신폭신~ 부드러워
땅에 떨어질 때 충격을 받는 시간을 길게 하면 돼요. 예를 들어 달걀을 콘크리트 바닥에 떨어뜨리면 모든 충격이 달걀에 전해져 깨지지만 건초더미 위에 떨어뜨리면 깨지지 않죠. 건초더미는 달걀이 속으로 쑤욱 들어가면서 건초와 달걀이 부딪히는 시간이 길지만 콘크리트는 이 시간이 짧기 때문이에요. 즉 달걀 낙하는 달걀을 둘러싼 구조물을 잘 만들어 땅과 부딪히는 시간을 길게 해 충돌하는 힘을 적게 만드는 게임이랍니다.
비법 둘
충격이 여기저기로
달걀이 받는 충격을 다른 물체가 대신 받으면 깨지지 않아요. 그래서 달걀을 여러 가지 구조물로 싸서 달걀의 충격을 줄이는 거예요. 달걀의 충격을 줄이려면 구조물이 땅에 닿는 부분이 넓어야 하고 받은 충격을 여기저기로 많이 보낼 수 있어야 해요. 우리 주변에서도 이런 구조를 찾을 수 있어요. 바로 강을 가로지르는 다리에요. 다리에서 쉽게 볼 수 있는 X자 구조물이 힘을 여기저기로 보내 준답니다. 다리에서 찾은 비법! 잊지 마세요!
비법 셋
산들 산들~ 바람을 타고
“으악! 하늘에서 사람이 떨어져요~!”놀랐다고요? 안심하세요. 낙하산만 있으면 천천히 떨어지니까요. 공기의 저항력을 많이 받게 만들수록 물체는 천천히 떨어져요. 바로 낙하산이 공기의 저항력을 크게 해 달걀이 깨지지 않게 도와 준답니다.
이렇게 하면 안 돼!
달걀 낙하 대회를 하면 꼭 이런 친구들이 있어요. 달걀이 눈에 안 보이게끔 꽁꽁 싸면 떨어뜨려도 안전하다고 생각하는 친구들 말이에요. 그래서 나무젓가락이나 빨대로 달걀 주위를 빙~ 둘러서 김밥처럼 싸는 친구들이 많아요. 하지만 이렇게 만든 달걀은 틀림없이 깨진답니다. 달걀을 보호할 수 있는 과학 원리를 생각하고 만들어야 해요. 달걀이 눈에 안 보인다고 안 깨지는 건 아니라는 사실, 꼭 명심하세요!
대회 나가기 전에 반드시 읽어 볼 것!
내가 쏘면 백발백중!
가장 멀리 나가는 물로켓이 이기는 건 이젠 옛말! 멀리가기를 겨루다 보니 지나가는 사람이 다칠 위험이 커 이제는 누가 가장 정확하게 과녁을 맞히는지를 겨룬다. 4월에 열리는 학교 대회에서 이기면 각 도교육청 대회로 진출! 여기서 이기면 전국의 물로켓 고수들이 모이는 전국대회에 출전할 수 있다.
더 높이, 더 멀리, 더 오래!
모형항공기는 하늘에 얼마나 오래 떠 있는 지가 대회의 승패를 결정! 손에서 놓았을 때부터 땅에 떨어질 때까지 걸리는 시간을 잰다. 나무나 전봇대에 걸리면 땅에 떨어진 것으로 치니 조심해야 한다. 독창적으로 나만의 비행기를 만드는 것도 채점 기준에 들어간다.
추락하는 달걀에 날개를!
약간만 부딪혀도 빠직~ 깨져 버리는 달걀을 학교 옥상에서 떨어뜨려라! 달걀이 깨질 거라고 쉽게 포기는 금물! 어떤 재료를 이용하든 달걀만 깨지지 않으면 된다. 하지만 구하기 쉬운 재료로 가장 가볍게 만드는 게 진정한 고수~! 달걀을 보호할 멋진 날개를 다는 사람은 가장 튼튼한 창의력의 날개를 갖고 있다는 증거지!
뉴턴을 모르고 물로켓을 말하지 말라!
‘어린이과학동아’친구들 안녕~! 난 뉴턴이란다. 내가 물로켓을 만든 건 아니지만 물로켓에 내가 발견한 법칙이 들어가 있지. 일단 물로켓을 만드는 과정부터 살펴볼까?
페트병에 물을 담고 공기가 빠져 나가지 못하게 마개로 잘 막아. 그런 다음 펌프를 이용해 공기를 불어 넣어줘. 그러면 병 안의 공기는 나갈 데가 없어서 페트병의 벽과 안에 들어 있는 물을 밀어 내. 이런 상태에서 마개를 열면 공기에 밀린 물이 병의 입구 쪽으로 확 몰려나오고 이 힘 때문에 페트병이 저 멀리 날아가는 거란다. 이 때 내가 발견한 법칙이 적용돼. 뉴턴 운동법칙 가운데제3법칙인 ‘작용 반작용의원리’로 모든 운동은 작용에 반대되는 반작용이 있다는 원리지. 페트병의 마개를 열었을때물이 아래쪽으로 나오는작용에 대한 반작용으로 반대 방향의 힘이 생기는 거야.
비법 하나
탄산음료 페트병을 고르자!
물로켓 속의 공기는 자동차 타이어 안의 공기보다 약 3배나 더 압축돼 있답니다. 도로 위를 쌩쌩 달리는 자동차 바퀴보다 물로켓이 훨씬 강한 힘을 가지고 있다는 말이죠. 물로켓은 이 힘을 견디기 위해 굉장히 튼튼해야 해요. 튼튼하기로만 따지면 딱딱한 금속이 좋겠지만 너무 무겁고 주변에서 구하기 힘들죠. 대신 콜라나 사이다를 담는 페트병은 주변에서 구하기도 쉽고 아주 튼튼해요. 탄산음료는 여름에 너무 뜨거운 열을 받으면 폭발하는 일이 있어 이를 막기 위해 튼튼하게 만들거든요. 주스나 생수를 담은 페트병보다 탄산음료를 담는 페트병이 물로켓 만들기에 좋다는 사실~! 잊으면 안 돼요!
비법 둘
날개가 있어야 백발백중!
물로켓은 날개가 필요 없을 것 같지만 날개를 잘붙여야 원하는 방향으로 날릴 수 있답니다. 날개가 많을수록 정확한 지점으로 날리기 좋아요. 하지만 날개가 너무 많으면 무거워서 멀리 날아가지 않을 수도 있답니다. 가장 적당한 날개 수는 3개! 3개의 날개를 120도 간격으로 페트병에 수직이 되도록 붙이면 된답니다. 과녁에 잘 맞히기 위해서는 물로켓 방향을 잘 잡는 것도 중요해요. 방향을 맞출 때는 바람을 잘 살펴야 하는데 바람이 안 분다면 물로켓의 머리를 목표지점과 일직선으로 맞추고, 바람이 왼쪽에서 불어오면 물로켓의 머리를 약간 왼쪽으로 돌리면 된답니다.
네 가지 힘만 찾으면 나도 고수!
하늘 높이 떠 있는 모형항공기를 보면 꼭 누가 잡고 있는 것만 같아요. 무슨 힘이 모형항공기를 잡아줄까요? 아빠 자동차는 휘발유의 힘으로, 형 자전거는 발의 힘으로, 지하철은 전기의 힘으로 움직여요. 그런데 모형항공기는 아무리 봐도 휘발유, 발, 전기의 힘이 안 보여요. 도대체 어떻게 나는 걸까요? 그건 바로 자연에 네 가지 힘이 숨어 있기 때문이죠!
비법 하나
물 뿌리기 X, 사포질 O!
모형항공기를 만들 때 균형만 잘 맞추면 누구나 잘 날릴 수 있답니다. 가장 먼저 할 일은 비행기의 중심이 되는 막대기, 즉 동체를 잘 다듬는 일이랍니다. 휘지 않았는지 잘 살펴보고 만약 휜 부분이 있다면 손으로 살살 바로 잡거나 사포를 이용해 균형을 잘 맞춰 봅니다. 다 만들고 나서 날개에 물을 뿌리는 친구들이 많아요. 물이 마르면 날개는 팽팽해지지만 날개의 뼈대와 동체는 뒤틀려요. 결국 균형이 안 맞아 잘 날 수가 없어요. 물을 뿌리기보다는 날개종이를 붙일 때 최대한 팽팽하게 붙여야 한답니다.
비법 둘
그냥 날리면 된다고? 오~, NO!
다 만들고 나면 대회에서 날리기 전까지 고이 방안에 놔둬야 한다고요? 아니에요. 실전을 통해서 반드시 날개의 위치를 점검해야 해요.
모형항공기를 잘 잡고 5~7도 아래 방향으로 살살 던져 봐요. ➊번 그림처럼 날 때가 정상이에요. ➋번 그림처럼 치솟았다가 급격하게 머리를 숙일 때는 비행기의 앞이 무거워서 그런 거니 앞날개를 살짝 뒤로 옮겨 보세요. ➌번 그림처럼 머리 부분이 급격하게 아래 방향으로 향하면 비행기의 뒤가 너무 무거워 조금도 날지 못하니 앞날개를 앞으로 옮겨야 해요.
이렇게 하면 안 돼!
비행기를 날릴 때는 바람이 부는 반대 방향으로 날려야 해요. 바람이 부는 방향으로 날려야 멀리 갈 것 같지만 반대로 날려야 비행기가 불어 오는 바람을 타고 높이, 오래 날 수 있답니다. 이것만 명심하면 누구나 모형항공기 고수가 될 수 있답니다!
내 달걀은 내가 지킨다!
학교 옥상에서 떨어뜨리는 달걀에는 두 가지 방향의 힘이 작용하고 있어요. 첫 번째, 위쪽으로 작용하는 공기의 힘! 공기의 항력은 모형항공기가 날아가지 못하게 방해하지만 달걀을 떨어뜨릴 때는 깨지지 않게 도와 준답니다. 두 번째, 아래쪽으로 작용하는 힘! 달걀은 떨어지는 높이만큼 에너지를 갖고 있어요. 달걀이 떨어지면 줄어든 높이만큼의 에너지가 달걀의 속도를 높이는 데 쓰여요. 또 달걀이 바닥에 부딪히는 순간에는 이 에너지가 달걀을 부수는 충격으로 바뀌지요. 어때요? 그냥 간단하게 떨어지는 것처럼 보이지만 그 속에는 아주 많은 과학 원리가 숨어 있죠? 이 원리를 어떻게 이용해야 달걀이 깨지지 않게 할 수 있을까요?
비법 하나
폭신폭신~ 부드러워
땅에 떨어질 때 충격을 받는 시간을 길게 하면 돼요. 예를 들어 달걀을 콘크리트 바닥에 떨어뜨리면 모든 충격이 달걀에 전해져 깨지지만 건초더미 위에 떨어뜨리면 깨지지 않죠. 건초더미는 달걀이 속으로 쑤욱 들어가면서 건초와 달걀이 부딪히는 시간이 길지만 콘크리트는 이 시간이 짧기 때문이에요. 즉 달걀 낙하는 달걀을 둘러싼 구조물을 잘 만들어 땅과 부딪히는 시간을 길게 해 충돌하는 힘을 적게 만드는 게임이랍니다.
비법 둘
충격이 여기저기로
달걀이 받는 충격을 다른 물체가 대신 받으면 깨지지 않아요. 그래서 달걀을 여러 가지 구조물로 싸서 달걀의 충격을 줄이는 거예요. 달걀의 충격을 줄이려면 구조물이 땅에 닿는 부분이 넓어야 하고 받은 충격을 여기저기로 많이 보낼 수 있어야 해요. 우리 주변에서도 이런 구조를 찾을 수 있어요. 바로 강을 가로지르는 다리에요. 다리에서 쉽게 볼 수 있는 X자 구조물이 힘을 여기저기로 보내 준답니다. 다리에서 찾은 비법! 잊지 마세요!
비법 셋
산들 산들~ 바람을 타고
“으악! 하늘에서 사람이 떨어져요~!”놀랐다고요? 안심하세요. 낙하산만 있으면 천천히 떨어지니까요. 공기의 저항력을 많이 받게 만들수록 물체는 천천히 떨어져요. 바로 낙하산이 공기의 저항력을 크게 해 달걀이 깨지지 않게 도와 준답니다.
이렇게 하면 안 돼!
달걀 낙하 대회를 하면 꼭 이런 친구들이 있어요. 달걀이 눈에 안 보이게끔 꽁꽁 싸면 떨어뜨려도 안전하다고 생각하는 친구들 말이에요. 그래서 나무젓가락이나 빨대로 달걀 주위를 빙~ 둘러서 김밥처럼 싸는 친구들이 많아요. 하지만 이렇게 만든 달걀은 틀림없이 깨진답니다. 달걀을 보호할 수 있는 과학 원리를 생각하고 만들어야 해요. 달걀이 눈에 안 보인다고 안 깨지는 건 아니라는 사실, 꼭 명심하세요!
