계영배를 글루건을 사용하지 않고 만들 수 있는 방법을 고민하다가 생각해낸 방법
실링테이프를 이용 하면 글루건 없이도 만들 수 있습니다.
목적
계영배에 숨겨있는 조상의 지혜를 알고 사이펀의 원리를 이해한다.
준비물
컵, 굽어지는 빨대, 송곳, 셀로판테이프, 실링테이프
활동방법
1. 빨대의 구부려 투명테이프로 붙인다.
2. 투명컵 바닥에 송곳으로 구멍을 뚫은 다음 약 5.5mm 정도로 구멍을 크게 만든다.
3. 빨대의 긴 부분의 적당한 곳에 실링테이프를 이용해 피라미드 형으로 감는다.
( 점점 더 굵어지게 감아야 물이 세지 않는다.)
4. 구멍에 빨대의 긴 부분을 끼운 다음 빨대가 고정된 위치에서 물이 새지 않도록 밀착시킨다.
5. 밖으로 길게 나온 여유 부분을 잘라낸다.
6. 완성된 컵에 물을 부어가며 언제 물이 나오는지 관찰한다.
활동미션
1. 완성된 컵에 물을 부어가며 언제 물이 나오는지 실험한다.
유의점
1. 송곳으로 구멍을 뚫을 때 컵이 깨지지 않도록 주의한다.
2. 구멍을 넓힐 때 너무 크게 넓히지 않도록 주의한다.
3. 물을 이용하여 장난치지 않도록 한다.
과학적 원리
사이펀이란 기압차와 중력으로 옮기기 위험하거나 힘든 액체를 장치만 해놓으면 쉽게 작동되는 장치이다. 아래 그림과 같이 A의 물이 B로 이동하는 이유는 속이 빈 막대(사이펀은 이 막대에 물이 차있어야 작동합니다) 중간에서부터 (꺾어진 곳) 긴 쪽이 중력을 더 받아서 내려가는 힘이 짧은 쪽보다 크기 때문이다.
공기나 물처럼, 유체의 경우 압력은 단위시간당 지나가는 유체의 부피/통과하는 단면적이 되는데, 갑자기 좁은 곳으로 많은 물질이 지나가기 때문에 압력이 강해지게 된다. 이것이 사이펀의 원리이다.
※ 우리 주변에서 볼 수 있는 사이펀의 예
① 바람이 안부는 벌판에서 두 건물 사이로 들어가면 갑자기 바람이 강하게 부 는 것을 느낀다.
② 차에 기름을 넣거나 석유통에 있는 기름을 보일러에 넣을 때 시용하는 펌프
<계영배의 실제 모습>- 우리가 만든 계영배와 원리를 비교해서 설명해 보자.
<추가>
계영배는 사이펀 원리를 이용한 것입니다.
예전에 드럼통에서 석유를 따를때 고무관을 이용해서 입으로 석유를 빨아들인다음
고무관을 아래로 늘어 뜨리면 사이펀 원리에 의해 석유가 아래 통으로 이동하게 됩니다.
(입으로 빨아들이다 보면 잘못하면 입안으로 들어오기도 하지요)
그런데 제가 군에 있을때 보니까 똑똑한 고참은 입으로 빨아들이지 않고 고무 호스를 드럼통에 넣어서
고무호스 안에 석유가 가득차게 하더니 아래 통쪽으로 늘어 뜨려 석유를 이동하게 하더 군요.
그래서 동영상 후반부에 비슷한 방법으로 빨대를 이용해서 사이펀 원리도 구현해 보았습니다.
https://www.youtube.com/watch?v=Yc2361I6yuQ
