무게중심이 이동하는 인형
보이는 과학 : IN LAB 005
무게중심의 위치와 받침점의 위치가 일치하면 물체는 지면과 수평으로 평형을 이룹니다.
그리고 받침점의 위치가 무게중심에서 벗어나면 물체는 기울어진 상태로 수평을 유지합니다.
무게중심과 받침점이 이동하는 인형을 이용하면 수직방향과 수평방향으로 기울어진 상태로 수평을 이루는 현상을 관찰할 수 있습니다.
무게중심과 받침점이 이동하는 인형
준비물 : 우드락볼(φ50mm) 1개, 우드락볼(φ30mm) 1개, 우드락볼(φ25mm) 6개, 꼬치나무 1개, 막대사탕 2개, 공예용 알루미늄 철사, 이쑤시개 또는 글루건, 테이프, 네임펜 등
(1) 우드락 볼(φ50)에 이쑤시개등으로 구멍을 만듭니다.
(2) 구멍에 공예용 철사를 끼워 넣고 글루건등으로 고정합니다.
(3) 작은 우드락 볼(φ25)에 이쑤시개등으로 구멍을 만들어 줍니다.
(4) 인형 몸통에 고정된 알루미늄 철사에 끼워 넣어줍니다.
(5) 공예용 철사에 막대사탕을 테이프 등으로 고정합니다.
(6) 인형의 중앙에 코치나무를 관통시키고 머리를 끼워줍니다. 작은 우드럭볼로 팔 등도 만들어 줍니다.
(7) 인형의 목을 충분하게 길게 하고 인형이 바로 서게 합니다.
(8) 인형 다리를 움직여 무게추의 위치를 바꾸어 주며 인형의 자세를 관찰해 봅니다.
(9) 무게추의 위치와 목의 길이를 바꾸어 주며 원하는 자세를 만들어 봅니다.
보이는 과학
무게중심과 받침점이 이동하는 인형도 두 개의 추 사이에 있는 무게중심이 받침점에서 지면으로 수직인 일직선상에 위치하게 됩니다.
인형의 다리를 움직여 주면 무게중심이 이동하게 됩니다. 이동한 무게중심은 가장 낮은 위치로 이동하려는 성질 때문에 받침점에서 지면으로 수직인 일직선상에 위치하게 됩니다. 무게중심이 받침점에서 수직인 일직선상에 위치해야 무게 중심이 가장 낮은 위치에 있게 되기 때문입니다.
무게중심과 받침점이 이동하는 인형을 응용하면 외줄 타기 인형을 만들면 기울어져 아슬아슬하게 외줄을 타는 인형의 모습을 관찰할 수 있습니다.
외줄 타기 인형은 받침점의 위치가 고정되어 있으며 무게중심이 이동하는 인형입니다.
외줄 타기 인형의 무게추 한쪽을 이동시키면 무게 중심이 이동합니다. 그리고 인형은 한쪽으로 기울어져 평형을 이룹니다.
