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비틀비틀 넘어질 것 같아도 넘어지지 않고 잘 돌아가는 팽이. 특히 전동기의 힘으로 돌아가는 팽이는 놀랍게도 멈추지 않고 계속 돌아간다. 또, 돌아가는 팽이를 자석에 거꾸로 붙이면 땅 위에서 도는 팽이와 다른 양상을 관찰할 수 있다. 우리가 쉽게 가지고 놀 수 있는 팽이, 필름통을 재활용하여 만들어 거꾸로 매달려 돌아가게 해보자.
▣ 준비물
필름통, 송곳, 꼬치용 대나무 살, 칼, 전동기, 자석, 전지, 전선, 대못, 압정
▣ 실험 방법
<노래하며 돌아가는 팽이>
1. 필름통 뚜껑 한 가운데에 송곳으로 구멍을 뚫는다.
2. 필름통 밑바닥 한 가운데에 구멍을 뚫는다.
3. 칼로 필름통의 옆면에 구멍을 낸다.(0.5cm∼1.0cm 정도)
※ 구멍을 너무 크게 내거나 작게 내면 소리 효과를 얻기가 힘들다. 구멍의 모양이나 크기를 달리
하며 여러 번 시도하여 자기 나름대로 경험적 데이터를 얻는 것도 좋겠다.
4. 필름통 뚜껑을 닫고 위에서 아래쪽으로 대나무살을 꽂는다.
5. 색종이를 잘라 예쁘게 붙여 본다.
6. 매끈한 책상이나 유리판 위에서 힘차게 돌려본다.
<전동기로 돌리는 팽이>
1. 또 다른 필름통의 밑부분에 압정을 꽂아 팽이의 축을 만든다.
2. 필름통의 윗부분 가운데에 송곳으로 구멍을 뚫는다.
3. 전동기에 전지와 전선을 연결한다.
4. 전동기 축을 필름통 구멍에 끼운 후 돌아가는 팽이를 살짝 바닥에 떨어뜨린다.
※ 전동기 축을 구멍에 넣고 돌리다가 살짝 빼는 일은 솜씨가 필요하다.
구멍이 너무 작으면 빼는 일이 힘들고 구멍이 너무 크면 팽이가 균형을 잃게 된다.
<자석에 거꾸로 매달려 돌아가는 팽이>
1. 대못에 둥근 자석을 붙여본다.
2. 전동기 축에 끼워 돌린 팽이를 자석에 매달아 돌려 본다.
▣ 왜 그럴까?
맞을수록 잘 도는 것은 무엇일까? 겨울철 민속놀이로 즐기는 팽이를 두고 하는 수수께끼이다. 돌아가는 팽이는 쓰러지지 않고 제자리에서 잘 돌지만 돌아가는 힘이 약해지면 중심을 잃고 쓰러진다.
우리가 만든 필름통 팽이는 꼬치용 대나무살을 중심으로 필름통과 함께 돌고 있는 것이다. 이 돌아가는 필름통은 모두 원운동을 계속 유지하려고 하는 회전 관성이 작용하고 있기 때문에 쓰러지지 않고 계속 돌 수 있다.
그렇다면 돌아가는 필름통 팽이는 왜 울면서 돌아갈까? 울음소리가 나는 이유는 고무호스를 손으로 잡고 빙글빙글 돌리면 호스 속의 공기가 떨려서 소리가 나는 것과 마찬가지 원리이기 때문이다.
팽이가 돌아가면서 필름통 뚜껑의 옆면에 뚫어 놓은 구멍에 의해 통 속의 공기가 떨리기 때문에 소리를 내면서 돌아간다.
자석에 매달려 도는 팽이의 경우 바닥에서 도는 팽이보다 더 오랫동안 돌게 된다. 바닥에서 돌아가는 팽이는 중심을 잡기 위해 빠른 속력으로 회전해야만 오랫동안 돌 수 있다. 회전 관성이 팽이를 쓰러지지 않게 하는데, 시간이 흐르면서 회전력이 약해지고 중심을 잃게 되어 쓰러진다. 그렇지만, 자석에 매달린 팽이는 원운동을 계속 유지하려는 회전 관성이 없어도 자석에 붙어 있기 때문에 쓰러지지 않는 것이다. 따라서 더 오랫동안 회전할 수 있게 된다.
 
 
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