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☞ 과학으로 즐기는 2018 평창 동계올림픽! 4편
안녕하세요. 디사이언스 입니다!
2018년의 평창 동계올림픽의 종목 중에서 이색 경기를 꼽으라면 아마도 이 경기가 쉽게 떠오를 거라고 생각해요. 동그랗고 묵직한 커다란 돌을 빗자루로 빙판을 쓸면서 원하는 곳에 옮기는 경기, 바로 ‘컬링’이에요. 컬링은 얼음 위의 체스라는 별명이 있을 만큼, 얼음 위에서 벌어지는 두뇌 스포츠라고도 하는데요, 오늘은 기사를 토대로 컬링이 어떤 경기인지 또 컬링에 숨어 있는 다채로운 과학 원리를 알아보기로 해요.
위키미디어(JordanPindercurler)
○ 컬링, 어떤 경기인가?
컬링은 빙판 위에 ‘컬(curl)’이라고 불리는 스톤을 미끄러지게 해 약 30.48m 떨어진 원 모양의 목표지점(house)에 밀어 넣는 게임입니다. 컬링이 독특한 이유는 스톤이 움직이고 둥글게 휘어지는 ‘컬’을 만들어낼 때 물리학, 기하학, 열역학 등이 모두 작용하기 때문입니다.
16세기 스코틀랜드의 강바닥에서 돌을 밀어내 겨루던 경기에서 시작된 컬링은 이제 고도의 전략과 얼음 위의 마찰과 같은 과학 원리에 좌우되는 ‘빙판 위의 체스’라 불리고 있습니다. 컬링 스톤과 빙판, 스위핑 등에 숨어있는 흥미로운 과학 원리를 살펴보면 더욱 재미있게 관람할 수 있을 겁니다.
○ 컬링 빙판은 스케이트 빙판과 다르다?
컬링이 흥미로운 이유 중 하나는 스톤을 한 번 밀고 난 뒤에도 스톤이 나아가는 방향과 거리에 영향을 줄 수 있다는 점인데요. 그로 인해 다양한 변수를 만들어내는 비밀은 바로 얼음에 있습니다.
컬링은 빙판에서 진행되는 경기지만, 다른 종목과 빙판의 특성이 매우 다릅니다. 스케이트와 같은 일반적인 경기들이 매끄러운 얼음에서 진행되는데 반해, 컬링은 표면에 ‘페블(pebble)’이라는 작은 알갱이들이 있는 빙판에서 진행됩니다.
이 알갱이는 얼음 위에 물을 분사해 만듭니다. 그렇게 만든 표면은 마치 오렌지 껍질처럼 거칠어집니다. 알갱이가 있는 거친 표면은 예상 외로 스톤을 더 빠르게 움직이게 합니다. 얼음 표면 전체가 스톤과 접촉하는 게 아니라, 울퉁불퉁하게 튀어나온 가장 윗부분만이 스톤과 접촉하기 때문이죠. 그만큼 마찰력이 줄어들어 스톤의 이동 거리가 2배 가까이 늘어납니다.
캐나다 노던 브리티시 컬럼비아 대학의 물리학자 마크 셰겔스키에 따르면, 얼음 위에 페블이 있기 때문에 스톤이 지나가며 한쪽으로 방향이 휘어지는 스핀 조절이 가능합니다. 선수가 빗자루로 얼음 위를 쓸어내는 스위핑(sweeping)을 하면, 마찰열로 순간 수막이 만들어져 스톤의 속도와 진행 방향을 조절할 수 있습니다.
<;수업안내>;
1. 대상 : 동계올림픽의 경기 종목중 하나인 컬링에 담긴 과학 원리가 궁금한 학생이라면 누구나.
2. 제목 : 얼음 위의 물리학, 컬링!
3. 수업 목표
① 동계올림픽 종목인 컬링이 어떤 종목인지 알 수 있다.
② 컬링의 빙판이 스케이트 빙판과 다른 점을 알 수 있다.
③ 컬링의 스위핑에 담긴 과학 원리를 설명할 수 있다.
④ 스톤이 휘어지는 이유, 스톤의 모양과 성분을 설명할 수 있다.
4. 교과 연계
초등 3~4학년 무게, 중학교 마찰력
5. 수업 지도 순서
동계올림픽 종목 중 이색 종목 중 하나인 컬링이 어떤 종목인지 설명 한다. ▶ 컬링의 빙판이 스케이트 빙판과 다른 점을 설명 한다. ▶ 컬링의 스위핑에 담긴 과학적 원리를 설명 한다. ▶ 스톤이 휘어지며 움직이는 이유를 설명 한다. ▶ 스톤의 성분과 모양 등의 특징을 설명 한다.
