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벚꽃 흩날리는 학교 운동장 위를 날아오르는 로켓! 과학의 달, 4월을 떠올리면 생각나는 이미지입니다. 직접 만든 로켓을 날려보는 ‘에어로켓 대회’는 과학의 달 행사의 꽃이라고 할 수 있죠. 이런 이벤트에 과학동아가 빠질 수는 없습니다! 에어로켓을 지배하는 비법 세 가지를 전수해 드릴 테니, 여러분만 아셔야 해요(쉬잇).

  비법 첫 번째   꼬리날개는 비행 안전성의 열쇠 

에어로켓은 뾰족한 앞코와 속이 빈 몸체, 그리고 뒤에 달린 꼬리날개로 구성돼 있습니다. 뾰족한 앞코 덕에 공기저항을 줄일 수 있고, 몸체 내부에 공기를 주입해 생긴 공기압으로 추진력을 얻죠. 꼬리날개는 비행의 안정성을 위해 필수적인 부분입니다. 로켓이 비행하다 뒤로 젖혀질 때, 꼬리날개에 주변 공기의 힘이 작용해서 로켓을 다시 정상적인 자세로 되돌려놓는 거죠. 에어로켓이 나는 모습이 영 불안하다면, 날개의 위치, 크기, 각도를 변경해 가며 최적의 형태를 찾아보세요! 

  비법 두 번째   멀리 날리고 싶다면, 발사각은 45° 

에어로켓 대회 목표가 ‘멀리 날리기’인 분들 집중해주세요. ‘꿀팁’ 나갑니다! 에어로켓은 포물선 운동을 하는데요. 포물선 운동을 하는 물체는 45°로 발사할 때 가장 멀리 날아갑니다. 하지만, 여기에는 공기 저항이 고려되지 않았습니다. 로켓 발사각이 클수록 공기 저항이 커져 멀리 날 수 없게 되죠. 조남경 한국항공우주연구원 책임연구원은 “공기 저항을 고려해 발사 각도를 45°보다 살짝 작게 조정하면 로켓을 더 멀리 날릴 수 있을 것”이라고 설명했습니다. 

  비법 세 번째   있는 힘껏 밟아서 추진력 최대로 

에어로켓의 비행 속에는 운동량 보존의 법칙이 숨어있습니다. 외부에서 힘이 작용하지 않을 때 운동량의 합이 일정하게 보존된다는 법칙이죠. 에어로켓에 적용해 생각해볼까요? 펌프를 밟아 에어로켓에 공기를 주입한 순간에는 에어로켓도, 공기도 움직이지 않습니다. 이때 전체 운동량의 합은 0이죠. 이윽고 에어로켓 내부 공기압 때문에 에어로켓 뒤로 공기가 빠르게 뿜어 나오면 공기에 운동량이 생깁니다. 그러면 공기의 운동량을 상쇄하기 위해 에어로켓이 공기의 이동 방향과 반대 방향으로 발사되는 겁니다. 공기의 운동량이 클수록 에어로켓이 힘차게 날아가죠. 그간 공부하며 쌓였던 스트레스를 담아 펌프를 ‘뽝!’ 밟아볼까요? 에어로켓과 함께 스트레스도 시원하게 날아갈 거예요! 

실험 방법

 꼬리날개 붙이기 에어로켓 몸통 뒷부분에 꼬리날개를 붙여주세요. 날개를 붙일 때는 몸통과 평행한지, 날개가 구부러지지 않았는지 확인해주세요!

펌프 조립하기 공기가 새어 나오지 않아야 펌프의 공기압이 에어로켓으로 잘 전달되겠죠? 펌프 연결 부위에 물을 묻히면 더 빈틈없이 조립할 수 있어요.

발사대 각도 조정 멀리 날리려면 발사대 각도는 45°보다 살짝 작게! 우선 45°로 맞춰 날려보고, 거리를 가늠하면서 각도를 조금씩 낮춰가면 됩니다.

에어로켓 발사하기 펌프를 세게 밟을수록 멀리 날아갑니다. 
반드시 에어로켓이 날아가는 방향에 사람이 있는지 확인하고 로켓을 발사해야 해요!