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누구나 즐길 수 있는 과학미술은 일본의 고토 마치오가 쓴 '학생들에게 호평을 받고 있는 과학실험 77가지' (아카데미 서적, 발행 예정) 중에 흥미로운 것을 선택해 보여준다.

① 물과 기름 사이

물위에 기름을 부으면 서로 섞이지 않는다. 여기에 얼음을 넣으면 어떻게 될까. 플라스틱이나 다른 것들을 넣으면 또 어떻게 될까?

■왜 그럴까?

얼음은 물과 기름의 경계 지점에 뜬다. 왜냐하면 얼음의 밀도(0.9)는 물(1)보다 작고 기름(0.8)보다 크기 때문이다. 레고 조각의 밀도는 기름보다 작으므로 기름 위에 뜨고 나사못은 물보다 밀도가 커서 물 아래로 가라앉는다. 기름의 점성으로 인해 얼음이 기름 위에 뜨는 경우가 있다. 이럴 때는 막대로 밀어 넣어 본다. 한번 기름 아래로 내려간 얼음은 다시 위로 올라오지 않는다.

② 페트병의 토네이도

어떻게 하면 페트병속의 물을 최대한 빨리 나오게 할 수 있을까.

■왜 그럴까?

페트병속에 소용돌이를 만들면 물은 순식간에 전부 나와버린다. 흘러나오는 물의 모습을 관찰해보면 그 이유를 알 수 있다. 물의 흐름의 중심은 비어있기 때문에 병 아래의 공기가 병의 내부로 들어와 그 압력으로 물이 흘러나가게 된다. 이러한 물의 흐름은 소용돌이를 만들어내기 때문에 토네이도라고 한다. 병의 입구를 좁게 해 실험을 해보면 좀더 확실하게 토네이도의 효과를 느낄 수 있다. 실제로 페트병에서 물이 빠져나오는데 걸린 시간은 소용돌이를 만들지 않았을 때에는 평균 20여 초가 걸리던 것이 소용돌이를 만들었을 때는 7-8초 정도밖에 걸리지 않았다. 페트병에 물을 가득 채우면 소용돌이를 만들 수가 없으므로 물을 완전히 채우지 말아야한다.