一石二鳥? 一병二실험! 공기야, 놀자!

아이들과 자력처럼 연결된 기계장치 없이도 영향을 줄 수 있는 운송기기에 대해 이야기 하면서, 드론, 비행기기, 수륙양용차에 대해 이야기해봅니다. 공기의 힘, 특히 부력을 활용하는 운송기기에 대하여 알아보고, 이를 바탕으로 공기의 움직임을 이용하여 직접 체험해 볼 수 있는 활동 2가지를 진행했습니다. 

과학적 원리 익히기 

• 압력이란?
압력이란 물체와 물체의 접촉면 사이에 작용하는 서로 수직으로 미는 힘으로 기체의 경우 기체 분자들이 활발하게 운동을 하여 기체가 담긴 용기의 벽에 충돌하면서 벽에 압력으로 나타납니다. 기체 분자들은 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하려는 성질이 있습니다. 

• 일상생활에서 압력차이를 활용하는 예
바퀴없이 바다와 육지에서 움직일 수 있는 수륙양용 자동차는 압축 공기를 뿜어서 몸체를 바닥에서 띄워 날아다니는 것이 가능한 운송기기입니다. 또, 우리 몸 안의 가로막(횡격막)은 수축과 이완을 반복하여 호흡을 할 수 있게 해줍니다. 가로막이 수축하여 흉강이 확장되면 흉강 안의 압력이 낮아져 공기가 폐 안으로 들어오게되고 반대로 가로막이 이완하면 흉강을 둘러싸고 있는 조직 및 복근들의 탄성력에 의해 숨을 내쉬게 됩니다.

 

 

2가지 체험 준비물

뚜껑까지 있는 음료수병(아래 사진 참고), 풍선2개, 못쓰는 CD, 가위, 본드, 모기향 혹은 양초(연기용)

 

 

一병二실험 ① 병마개를 사용해요 ] 공중부양 CD벌룬 

공기의 힘을 이용하여 물체를 움직일 수 있게 해보자. 공기가 가득찬 풍선을 놓치면 이리저리 마구 움직이지만, 입구를 특정방향으로만 향하게 하면 움직임을 제한할 수 있을 것이다. 
• 병마개를 CD가운데에 붙여요. 마개는 유아용마개를 쓰면 따로 구멍을 뚫지 않아도 되요.
• 풍선을 크게 불고 병마개에 풍선을 끼워요. 이때 병마개는 닫혀있어야해요.

CD에 병마개를 붙인다→풍선을 불어 병마개에 끼운다

• 유아용마개를 위로 올려 공기가 지나갈 수 있는 길을 만들어요.
• 풍선에서 빠져나오는 공기가 에어쿠션 역할을 하여 CD판이 이리저리 움직여요. 이때, CD를 살짝 눌러보면 풍선에서 빠져나오는 공기의 힘도 느낄 수 있어요.

 

 

 一병二실험 ② 음료수 병을 사용해요 ] 들숨 날숨 가로막 움직임 체험 

음료수 병의 바닥을 수축, 팽창하기 쉬운 풍선으로 덮어 우리가 호흡하는 것처럼 병안의 압력을 높혀보고 낮춰보면서 연기의 움직임을 살펴보자.
• 음료수 병(플라스틱)의 아래쪽을 잘라내요. 칼 사용이 위험할 수 있으니 보호자가 도와주세요.
• 풍선의 입구부분은 잘라내고, 둥근 부분을 음료수 병 아래에 씌워줘요. 공기가 새는 부분이 생기지 않게 꼼꼼하게 테이프도 붙여요. 

 

병 아래부분을 잘라내고 풍선을 씌운후 연기를 채운다

• 향이나 촛불을 사용해서 음료수 병안에 연기를 모아요. 
• 풍선은 고무줄처럼 탄성이 있어요. 풍선을 숨을 들이마실 때처럼 잡아 당겼다가 내쉬는 것처럼 놓아줘요. 
• 풍선 안에 있던 연기가 음료수 병에서 나오는 것을 보고 호흡의 원리를 체험해요. 

• 혹시 주변에 아직도 담배피우시는 분이 계시면, 실험에서처럼 몸에 해로운 연기들이 폐까지 들어간다고 생각해보세요. 꼭 끊으세요~

가로막의 움직임처럼 풍선을 당겼다 놓으며 연기의 움직임을 관찰한다

 

이런 것들을 알게 되었어요

● 공중부양 CD벌룬 : 손으로 만져지지 않는 공기지만, 압력이 높아지면 사물을 움직이게 할 수 있다.
● 들숨 날숨 가로막 움직임 체험 : 풍선을 불어 공기가 들어가는 것만 생각했는데, 거꾸로 풍선을 크게 늘여주기만 하면 공기가 알아서 들어가기도 하겠다든 생각이 들었다.