준비물: 투명컵, 동전, 빳빳한 종이
"하은아, 오늘 우리는 동전으로 실험을 할거야"
"하은이가 컵위에 종이를 올려봐~"
"그래 잘했어. 이번엔 종이 가운데에 동전도 올려줄래?"
"이야~ 참 잘했네. 우리 하은이가 실험하는거 다~ 준비했네.ㅎㅎㅎ"
"자, 이제 엄마가 종이를 빨리 잡아당겨서 뺄거야~
그러면 동전이 어떻게 될까?"
하은이는 동전이 저쪽으로 간다고 하네요..
"그래 보자..자, 하나..둘..셋!!"
쨍그랑~
"하은아~ 동전이 어디에 있어?"
"그래, 안튕겨 나가고 컵안에 있네..왜 그럴까??"
♣ 여기서 잠깐!! ♣
종이를 천천히 빼면 종이 위의 동전은 따라 움직였는데,
이상하게도 종이를 빠르게 빼면 동전은 그 자리에 그대로 있으려 한다.
그렇기 때문에 동전은 컵 속으로 떨어진다.
도대체 왜 그럴까?
이것은 우리의 일상 생활에서 흔히 볼 수 있는
친숙한 운동 법칙인 관성 때문이다.
관성이란 외부의 힘이 작용하지 않는 한 정지하고 있는 물체는 계속 정지해 있으려 하고,
운동하고 있는 물체는 계속 운동하려고 하는 성질이다.
이 법칙은 뉴턴이 발견한 3가지 운동 법칙 중의 하나이다.
그런데 관성을 더 자세히 이해하려면 마찰력도 알아야 한다.
두 물체가 닿아 있다가 한 물체가 움직이면 마찰력이 생긴다.
마찰력이 크면 천천히 움직이는 대신 잘 미끄러지지 않게 된다.
종이를 천천히 빼면 동전이 종이 위에서 잘 미끄러지지 않게 되어 동전은 종이에 딸려 오게 된다.
그러나 종이를 순간적으로 빠르게 빼면 동전은 종이 위에서 잘 미끄러지게 되고, 동전은 종이에 딸려 가지않고 그 자리에 남는 것이다.
다시 말해서 종이를 천천히 잡아당길 때 종이는 그 자리에 가만히 있으려고 하는 성질(관성)을 갖고 있지만,
종이와 동전의 접촉면에 작용하는 마찰력 때문에 같이 움직이는 것이다.
얼음판 위를 걸을 때는 바닥이 울퉁불퉁한 신발을 신어야 하는 것도
마찰이 커야 하기 때문이다.
"하은아~ 동전은 엄마가 종이를 빼도 계속 제자리에 있고 싶어 하거든..
그래서 종이가 빠졌는데도 그대로 있다가 컵안으로 콩~ 떨어진 거야..
참 이상하지? 종이랑 같이 움직일줄 알았는데..그지?
그걸 어른들은 '관성'이라고 말한대..
엄마도 어려워서 무슨 말이지 잘 모르는데
아무튼 모든 물체는 자기가 있는 곳에서 움직이지 않고 계속 그대로 있고 싶어한다는 말이야.."
"그런데 엄마가 종이를 느리게 빼면 어떨까?"
"그래, 동전이 종이위에서 종이랑 함께 움직이지?"
"종이랑 동전사이에는 눈에 보이지는 않지만 '마찰력'이란게 있대.
이 '마찰력'이란거는 천천히 움직이면 커져서 서로 놓지 않으려고 한대.
그런데 빨리 움직이면 반대로 작아져서 잘 떨어진다네."
"조금전에 엄마가 종이를 천천히 움직였어?
아니면 빨리 움직였어?"
"그래 천천히 움직여서 마찰력이 커진거야. 그래서
동전을 안놓고 같이 움직인거지.."
"좀전에 동전이 컵안에 떨어질 때는 엄마가 빨리 움직였지? 그땐 마찰력이란게 작아져서 동전이랑 떨어진거고.."
"오늘 재미있었니?
다음에 또 더 재미있는 실험하자~
수고했어.."
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