받침점이 이동하는 인형
보이는 과학 : IN LAB 004
무게중심의 위치와 받침점의 위치가 일치하면 물체는 지면과 수평으로 평형을 이룹니다.
그리고 받침점의 위치가 무게중심에서 벗어나면 물체는 기울어진 상태로 수평을 유지합니다.
받침점이 이동하는 인형을 이용하여 이현상을 관찰할 수 있습니다.
받침점이 이동하는 인형
준비물 : 우드락볼(φ50mm) 1개, 우드락볼(φ30mm) 1개, 우드락볼(φ25mm) 6개, 꼬치나무 3개, 막대사탕 2개, 이쑤시개 또는 글루건, 테이프, 네임펜 등
(1) 우드락 볼(φ50) 가운데에 꼬치나무를 관통시킵니다.
(2) 꼬치나무의 뾰족한 부분에 우드락 볼(φ30)을 끼워 머리를 만들어 줍니다.
(3) 작은 우드락 볼(φ25)을 이쑤시개나 글루건 등으로 붙여 팔을 만들어 줍니다.
(4) 꼬치나무의 뒷부분을 막대사탕의 구멍에 넣고 유리테이프로 고정하여 다리 골격을 만들어 줍니다.
(5) 작은 우드락 볼(φ25)을 꼬치나무에 끼워 다리를 완성합니다.
(6) 인형에 양쪽 다리가 대칭이 되도록 끼워 줍니다.
(7) 꼬치나무에 끼워 저 있는 몸통을 움직여 인형 목의 길이를 최대한 길게 하고 인형을 손가락 위에 올려보고 자세를 관찰합니다.
(8) 인형 목의 길이를 점점 짧게 만들어 보며 인형의 자세를 관찰해 봅니다.
보이는 과학
인형에는 무거운 추 두 개가 있습니다. 무거운 추 두 개 달아주면 인형의 무게중심은 아래쪽 두 개의 추 사이에 위치하게 되고, 무게중심은 받침점에서 지면으로 수직인 일직선상에 위치하게 됩니다.
받침점이 무게중심 보다 충분하게 위쪽에 있으면 인형은 오뚝이처럼 항상 바로 서게 되며, 외부의 힘에 의해 기울어지더라도 외부의 힘이 사라지면 다시 원래의 자세로 되돌아옵니다.
인형의 목을 점점 길게 만들어 주면 인형의 받침점은 점점 무게중심 쪽으로 이동하게 되고 기울어진 상태로 평형을 이루다가 무게중심과 받침점의 위치가 같아지면 인형은 지면과 수평을 유지합니다.
