구독상품안내
나침반 없이도 1분만에 방위를 알 수 있다. 자석으로 문지른 바늘이 동서남북을 알려주는 것이다.
나침반은 지구자기의 성질을 이용, 남북 방향을 가리키도록 만들어진 계기입니다. 최초의 나침반은 약 1천년 전 중국에서 제작됐으며, 현재 우리가 사용하는 것과 같은 모양의 나침반은 약 7백년 전 이탈리아에서 만들어졌다고 합니다.
나침반을 집에서 쉽게 만들 수는 없을까요? 자석을 이용해 1분만에 나침반을 만드는 방법이 바로 여기 있습니다.
준비물
자석, 바늘, 코르크 마개, 그릇, 물, 정사각형 모양의 종이
실험방법
① 자석의 S극으로 바늘의 귀부터 바늘의 끝방향으로 문지른다. 이 때 항상 같은 방향으로 문질러야 하고, 한번 문지른 후 다시 문지르기 위해 자석을 옮길 동안 자석을 바늘에서 멀리 떨어져 있게 해야 한다.
② 코르크 마개를 2㎜ 정도로 얇고 평탄하게 자른 후, 물을 담은 그릇에 띄운다.
③ 코르크 마개 위에 바늘을 올려놓는다.
④ 정사각형 종이의 네 모서리에 동·서·남·북을 쓴다(오른쪽-동, 왼쪽-서, 위쪽-북, 아래쪽-남).
⑤ 그릇을 종이위에 올려 놓은 후, 바늘의 움직임이 멈출 때까지 기다린다.
⑥ 바늘이 멈추면 그릇을 흔들리지 않게 살짝 들어올린 후, 바늘의 끝이 종이 위의 '북'자를 가리키도록 종이를 움직여 준다.
자석의 S극으로 바늘 끝을 문지르면, 바늘 끝은 문지른 자석의 S극과 반대되는 극, 즉 N극을 지니게 됩니다. 새로운 바늘자석이 만들어진 것이지요.
그렇다면 왜 바늘의 끝은 나침반과 같이 지구의 북쪽을 가리키는 것일까요? 지구는 하나의 커다란 자석이라고 할 수 있습니다. 따라서 지구는 다른 자석들과 마찬가지로 N극과 S극을 가지고 있고, 이 2개의 극은 자신과 반대되는 극을 끌어 당기지요. 지구의 북쪽 끝은 자석의 S극과 같은 성질을 띠고 있기 때문에 모든 자석의 N극을 끌어당기는 것입니다.
〈보너스실험〉시계 나침반 만들기
자석을 이용하지 않고 좀더 간단하게 태양과 시계를 이용해 나침반을 만들어 봅시다.
그림과 같이 시계를 평평한 곳에 놓고 시침을 해가 비치는 쪽으로 맞춥니다. 그런 다음 시계의 중앙으로부터 시침과 숫자 12 사이의 중간 지점을 통과하는 선을 그려줍니다. 이 선이 가리키는 쪽이 남쪽이고, 그 반대쪽이 북쪽입니다. 이때, 12시 전에는 시침과 12사이에 반시계방향으로 생기는 각을 이등분하고, 12시 이후에는 시침과 12사이에 시계방향으로 생기는 각을 이등분해야 합니다.
이 시계나침반은 어떤 원리로 만들어질까요?
지구 북반구에서 볼 때 태양은 동쪽에서 떠서 남쪽하늘을 거쳐 서쪽으로 집니다. 따라서 우리가 남쪽을 바라보고 서서 태양과 시침이 움직이는 방향을 살펴보면, 태양이 움직이는 방향은 시침이 돌아가는 방향과 같게 나타납니다.
그런데 태양은 12시부터 그 다음날 12시까지 24시간동안 동쪽에서 서쪽으로 1번 원을 그리며 돌지만, 시침은 같은 시간에 2번 원을 그리며 돌고 있습니다. 따라서 태양이 움직이는 각도는 시침이 움직인 거리, 즉 시침의 움직임에 의해 결정되는 각도의 절반이 된답니다.
