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과학완구 중에 헬륨을 넣어 상어를 공중에 띄우는 장난감이 있어서 구매했습니다.

정식명칭은 Air Flyer


밀도를 설명할때 사용해 보았습니다.
고무찰흙으로 밀도를 조절해서 공중에 뜨게 만든다음 무선조종기로 조정하면 됩니다.

밀도는 단위부피당 질량을 이야기 합니다.

나무처럼 밀도가 물보다 작으면 물위에 뜨고, 쇠 처럼 밀도가 물보다 크면 물에 가라앉는 것처럼

상어의 밀도가 공기의 밀도보다 크면 공기중에서 가라앉고 작으면 떠오르게 됩니다.

밀도는 보통 질량 나누기 부피로 나타냅니다.

만약 상어가 공기중에서 떠오른다면 상어의 밀도가 공기보다 작다는 겁니다. 그래서 상어의 밀도를 공기의 밀도와 같아질때 까지 증가시켜야 합니다.

상어의 부피는 변화가 없기 때문에 상어의 밀도를 증가 시키려면 질량을 증가시켜야 합니다. 그래서 고무찰흙을 이용해서 질량을 증가시키는 겁니다.

물체가 떠오르는 것을 부력으로 설명하기도 합니다.

부력은 물체가 유체속에서 중력에 반대 방향으로 작용하는 힘이고, 부피에 비례합니다. 상어의 경우 부피는 변하지 않으므로 부력은 항상 일정합니다.

상어의 부력이 상어의 무게보다 크면 떠 오르고, 무게가 부력보다 크면 가라앉게 됩니다. 위 실험을 부력으로 설명하자면 부력이 무게보다 커서 떠 오를때, 부력은 조절할 수 없으므로(부피변화에 의해서만 부력변화 가능) 상어의 무게를 조절해서 균형을 맞춘다라고 보면 됩니다.  

 

Posted by 민서아빠(과학사랑)