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버려진 CD로 만든 호버크래프트

비디오 CD, 음악 CD, 게임 CD, 각종 프로그램 CD 등 주변에 널려있는 CD 중에는 여기저기 굴러다니다 버려지는 것도 많다. 이를 활용해서 호버크래프트를 만들어보자.

학교에서 돌아오는 모험이에게 정보기관의 요원이 접근했다. 요원은 모험이를 어디론가 데려갔다. 요원은 지하조직에게 납치된 한 소녀를 구출하는 작전을 수행중이라고 모험이에게 설명했다. 그러면서 모험이에게 도움을 요청하는데….

요 원 : 지하조직은 모험이같은 어린 학생만을 고용해서 외부로부터 그들이 먹을 음식을 배달하도록 해요.
모험이 : 그러면 제가 지하조직에 위장 침투하라는 건가요?
요 원 : 그렇죠.
모험이 : 제가 해야 할 임무는 뭐죠?
요 원 : 갇혀있는 소녀에게 현재 지하조직에서 활동중인 비밀요원이 누구인지를 확인할 수 있는 요원의 암호를 제공하는 것입니다. 그런데 이 일이 쉽지 않아요. 소녀에게 직접 접근할 수 없거든요. 또 매번 출입할 때마다 소지품을 검사한단 말이예요. 일상적으로 갖고 다니는 것은 별 문제가 없습니다.
모험이 : 저의 경우 쉽게 납치 소녀가 갇힌 방으로 접근할 수 있는 건가요?
요 원 : 아니예요. 모험이는 지하조직에 들어가 어떻게든지 비밀요원의 암호를 제공해야 합니다. 사실 우리도 어떻게 해야 할지 모르겠군요.다만 우리는 소녀의 방이 어디인지에 대한 정보를 제공할 수 있어요. 그 근처를 지나갈 때 전해줄 방법이 있으면 되는데…. 참고로 소녀가 갇힌 방 아래쪽에 밥을 넣어주는 구멍이 있습니다.
모험이 : 음….

과연 모험이는 소녀에게 비밀요원의 암호를 전달할 수 있을까?

왜 그럴까?!

만약 마찰이 없다면 도로를 달리는 자동차는 어떻게 될까. 아마도 앞으로도 뒤로도 가지 못하고 제자리걸음만 할 것이다. 눈길에서 자동차가 잘 달리지 못하는 것도 마찰이 작기 때문이다. 결국 바퀴와 도로와의 마찰이 자동차를 앞으로 나가게 하는 것이다. 하지만 바퀴를 회전시키기 위해서 많은 연료가 필요하다. 또한 더이상 엔진이 작용하지 않는다면 마찰로 인해 자동차는 서서히 멈춘다.

호버크래프트는 마찰에 의한 에너지 손실을 줄일 수 있다. 호버크래프트는 차량 아래로부터 압축공기를 지면에 강하게 내뿜어서 공기 쿠션을 만들고, 이를 통해 차량 무게를 받쳐서 지면과 일정한 거리를 두고 이동하는 차세대 수송수단이다. 때문에 이를 가리켜 에어큐션선이라고도 한다.

호버크래프트는 지면과 직접 접촉하지 않기 때문에 마찰에 의한 에너지손실을 줄일 수 있어 적은 에너지로도 먼거리를 빠른 속도로 이동할 수 있다. 또한 물이나 지면 어디서든지 이용할 수 있는 수륙양용도 가능하다. 바다에서는 수면 위로 2-3m 떠있는 상태에서 비행기 속도와 맞먹는 시속 4백km까지 운항이 가능하다.

호버크래프트는 1953년에 발명됐다. 영국인 코커럴이 배의 저항을 감소시켜 고속화하려고 이를 고안해냈다.

이번 어드벤처에서 만든 호버크래프트는 풍선이 압축공기를 내뿜는 역할을 한다. 모험이는 음악을 듣는 것처럼 CD를 넣은 CD플레이어를 갖고 들어간다. 또 풍선, 접착제, 필름통은 지하조직에서 일반 소지품으로 받아들여진다. 필름통에 미리 비밀요원의 암호를 적어 넣었다. 위장 침투에 성공! 그런 후 내부에서 호버크래프트를 만들어서 소녀가 갇힌 방 근처를 지나갈 때 호버크래프트를 보내면 임무 완수!

돌아가는 CD 장난감

왜 그럴까!?

손으로 직접 움직이는 장난감 자동차 중에는 모터가 없이 뒷바퀴에 달려있는 회전체의 회전력으로 달리도록 하는 것이 있다. 장난감 자동차의 기계구조에는 플라이 휠이라는 원형판이 기어를 통해 바퀴의 축과 연결돼 있다. 이 원형판은 일정한 회전이 이뤄진 이후에는 외부의 힘이 작용하지 않는 한, 회전축 주위를 계속해서 회전하려고 한다. 이처럼 회전하고 있는 물체의 운동을 변화시키려는데 저항하는 회전물체의 성질을 회전관성이라고 한다.

여기에서 만든 CD 장난감도 회전관성과 실을 잡고 있는 적당한 손동작에 의해 계속 돌아가는 것이다.

2001년 11월 과학동아 정보

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