모험이와 슬기는 부모님과 함께 놀이공원을 찾았다. 회전목마를 타려고줄을 서서 기다리고 있는데, 갑자기 주위가 깜깜해지면서 모든 놀이기구들이 동작을 멈췄다.
슬기 : 오빠, 저 위를 좀 봐! UFO가 나타났어!
놀이공원 상공에 나타난 UFO의 문이 열리더니 수십명의 외계인이 우루루 몰려나왔다.
외계인들 : 여기가 지구란 말이지? 지구인들은 참 이상하게 생겼네.
모험이 : 당신들은 도대체 어디서 왔나요?
외계인 대장 : 우린 화성인이다. 지구에서 화성으로 탐사로봇 ‘스피릿’ 을 보냈길래 우리도 지구가 어떤 별인지 조사하러 왔다. (회전목마를 가리키며) 그런데 저건 뭐에 쓰는 물건이냐?
슬기 : 말 위에 앉으면 저절로 돌아가는 놀이기구예요.
그때 갑자기 외계인 대장의 옷 속에서 손가락만한 꼬마 외계인이 튀어나오더니 대장을 졸라대기 시작한다.
꼬마 외계인 : 아빠, 아빠, 나 저거 갖고 놀고 싶어.
외계인 대장 : 그래? 알았다, 귀여운 아가야. 내 딸이 저 놀이기구를 탈수 있게 해라.
모험이 : 당신들이 이곳에 내린 순간부터 놀이기구가 모두 멈춰버렸잖아요. 무슨 수로 회전목마를 움직이게 하라는 말인지….
외계인 대장 : 뭐? 말이 많다! 어쨌든 내 딸 소원을 들어줘야 해. 그렇지않으면 너희들을 인질로 잡아 화성으로 데려갈테다.
외계인들은 당장이라도 모험이와 슬기를 끌어낼 태세다.
슬기 : 저 손가락만한 외계인만 탈 수 있으면 되죠? 잠깐만 기다려봐요,제가 저절로 돌아가는 미니 회전목마를 만들어줄테니.
모험이와 슬기는 외계인에게 끌려가지 않고 무사히 지구에 남을 수 있을까.
촛불 위의 종이 회전목마는 왜 회전할까?
양초에 불을 붙이면 촛불이 연소하면서 이산화탄소, 수증기와 함께 열이 발생한다. 열은 촛불 주변의 공기를 데운다. 따라서 뜨거워진 공기가 불꽃 위로 올라가 일시적으로 촛불 주변의 공기 밀도가 낮아진다. 이때 차갑고 산소가 풍부한 주변의 신선한 공기가 촛불 주변으로 모인다. 이를 대류현상이라고 한다.
종이 회전목마를 촛불 위에서 들고 있으면 삼각형의 잘린 선분 반대방향으로 빙글빙글 돌아간다. 촛불에서 발생한 열 때문에 뜨거워진 공기가 위로 올라오면서 도화지의 기울어진 삼각형 면에 닿아 잘라낸 부분으로 빠져나오기 때문에 도화지가 앞으로 전진하는 힘이 생기기 때문이다. 따라서 도화지에 붙어 있는 말도 앞으로 움직이게 되는 것이다.
한편 촛불의 불꽃 모양이 뾰족한 이유도 이런 대류현상 때문이다. 즉 촛불의 열 때문에 뜨거워진 공기가 위로 계속 올라가면서 주변의 공기가 불꽃 아래로 모여들기 때문에 불꽃 모양이 위쪽을 향해 뾰족해지는 것이다.
그러나 중력이 없는 상태에서는 이와 같은 대류현상이 나타나지 않는다. 불꽃 주변의 공기가 움직이지 않기 때문에 고른 비율로 연소되면서 불꽃이 구 모양이 된다.
불을 붙인 습자지가 타는 도중 날아오르는 이유는?
원통 모양으로 세운 습자지 윗부분에 불을 붙이면 계속 타내려오다가 거의 다 탔을 때쯤 갑자기 위로 날아오른다. 습자지가 타면서 발생하는 열은 습자지 윗부분의 공기를 데워 팽창시킨다.
이 공기가 위로 상승하면 일시적으로 습자지 윗부분의 공기 밀도가 낮아진다. 따라서 가벼운 습자지가 떠오르게 되는 것이다. 습자지가 모두 연소되면 남은 재는 다시 아래로 내려온다.
