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중학교 1학년 과학/2단원(여러가지힘)

공중 부양 팽이(힘의평형)

by 민서아빠(과학사랑) 2013. 3. 20.

 

공중부양팽이영상.zip
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공중부양 팽이 (힘의평형)

중력과 자기력이 평형을 이루는 곳에서 팽이가 떠있게 된다.

 

질문에 대한 부연설명

동영상에 나오는 공중부양 팽이는 지금 들어가보니까 품절이네요.
또 팽이 돌리는 기계도 판매했었는데 없어졌네요
저도 2006년에만 팽이 돌리는기계를 사용해 봤고
그후로는 기계 없이 손으로 돌리고 있습니다.
처음에는 어렵게 느껴지지만 조금만 연습하시면 손으로도 잘 돌릴 수 있습니다.
10 - 20분 정도만 팽이와 씨름하시다 보면
손으로 돌려도 잘 돌릴 수 있답니다.
요즘은 숙달이 되서 실수없이 한번에 손으로 돌리고 팽이를 띄운답니다.

 

<공중 부양 팽이 잘 띄우는 방법>

공중부양팽이를 띄우는데 있어서 관건은 팽이의 무게입니다.
팽이가 너무 무거우면 자꾸 아래로 떨어지게 되고
팽이가 너무 가벼우면 날아가 버립니다.

팽이의 무게를 조금씩 조절해 가면서 중력과 자기력이 평형을 이루는 곳을 찾는게 중요합니다.
(아주 작은 무게차이로도 실패할 수 있습니다.)

공중부양팽이를 띄우면서 들었던 생각은

왜 처음에 상품을 만들 때 무게를 정확하게 맞춰서 판매하지 않고 사용자가 무게를 조절하게 만들었냐는 것이었습니다.

그 이유를 생각해 보니 공중에 뜬 팽이의 자기력이 일정하지 않고 변하기 때문입니다.
자기력은 온도가 올라가면 작아 집니다. 

따라서 아침과 점심에도 자기력의 크기가 달라지기도 합니다.

띄우기 전에 항상 팽이의 무게를 조절해 줘야 합니다. 안 그러면 절대 뜨지 않나요.

또 계절에 따라서도 팽이의 자기력이 변합니다. 


제가 시연해본 결과
팽이의 무게를 잘 맞추어 놓고 20분 정도 여러번 시연해 주다 보면 나중에는 팽이가 잘 뜨지 않아 팽이 무게를 다시 조절해 주어야 합니다.
고민을 많이 해 봤는데
이유는 여러번 돌려주다 보면 손의 체온때문에 팽이가 따뜻해 지기 때문에 자기력이 약해져서 그런게 아닌가 생각됩니다.

 

<공중 부양 팽이 무게 조절하는 방법>

처음에는 어려웠지만 지금은 숙달이 되서 1분 이내로 무게를 맞출 수 있습니다.

1. 밑판을 평평하게 맞추는 것이 제일 중요합니다. 조금이라도 기울어져 있으면 성공하기 어렵습니다.

 이건 팽이를 띄우면서 자꾸 한쪽 방향으로 날아가면 그쪽을 조금 높게 만들면서 균형을 잡아 주면 됩니다.

2. 밑판이 평평해 졌다면 팽이를 돌린 상태에서 상판을 아주 천천히 들어 올립니다.

  가.팽이가 휙 날아가면 - 너무 가벼운 겁니다. 무게를 더 무겁게 해야 합니다.

  나. 팽이가 자꾸 옆으러 넘어지면 - 너무 무거운 겁니다. 무게를 줄여야 합니다.

3. 무게를 조절하다 보면 어느순간 팽이가 휙 하고 떠오르게 된답니다.

 

<추가 팁>

미세하게 무게를 조절하기 위해 필자는 작은 고무줄을 여러개 준비해 두었다가

고무줄을 팽이 손잡이에 감아서 무게를 맞추기도 합니다.

기본적으로 들어있는 작은 검은색 고무링 보다도 더 미세하게 무게를 맞출 수 있습니다.