과학놀이터 11. 바람 바람 바람
봄바람은 원래 살랑살랑 분다던데, 요즘 봄바람은 씽씽이네요. 그래서 아이들과 할 수 있는 바람 놀이를 생각해봤습니다. 바람 놀이를 시작하기 전에 지난 시간에 대해 먼저 이야기를 해야겠죠. 혹시 지난 시간 과학놀이를 보지 않으신 분이 이것을 먼저 본다면, 지금 당장 이것을 닫고 지난 시간 것을 먼저 봐주세요. 지난 시간에도 이야기했듯이 '신기한 촛불' 놀이는 정말 유명하고, 좋은 과학탐구놀이입니다.
그럼 시작해볼까요?
실험 결과를 요약하면 다음과 같을 것입니다. 또 다음 결과를 확인해지 못했다면, 관찰을 제대로 하지 않은 것이죠. ㅋㅋ
1. 촛불이 꺼진다.
2. 촛불이 꺼지면 컵 안으로 물이 빨려 들어온다.
3. 접시에 물이 남아있지 않으면 소리를 내며, 공기가 들어온다.
4. 촛불이 꺼지면서 촛불 심에서 연기가 곧게 피어오른다.
5. 곧게 올라간 연기는 둥근 고리 모양으로 컵 아래로 쏟아진다.
이밖에도 컵이 따뜻해진다, 컵 안에 연기가 찬다 등등 여러 가지가 있습니다. 원래는 여기서 한 가지 실험을 더 해야 합니다. 뭐냐 하면, 높이, 즉 길이가 다른 생일초 2개를 가지고 실험을 하는 것입니다. 길이가 높은 것이 먼저 꺼질까요? 길이가 낮은 것이 먼저 꺼질까요? 그리고 초가 1개 일 때와 2개 일 때 중 어떤 것에서 물이 더 많이 빨려 들어올까요? 이것은 오늘의 퀴즈로 남겨 놓겠습니다. 항상 실험을 하기 전에는 먼저 어떤 결과가 일어날지 예상을 해보는 습관을 갖도록 해야 합니다. 그래야 우리의 사고가 조금씩 조금씩 논리적으로 발전해가는 겁니다. 정답은 다음 시간에~
그럼 우리의 의문, 궁금증을 잠시 풀고 갈까요? 먼저 촛불은 왜 꺼질까? 산소가 부족해서 꺼진다. 이렇게 많이들 생각하시죠? 그것도 틀린 이야기는 아닙니다. 연소의 3 가지 조건. 탈물질, 산소, 발화점 이상의 온도. ㅋㅋ 어린아이들에게는 이렇게까지 이야기할 필요가 없죠. 어린아이들에게는 그저 현상적인 실험만으로도 즐거운 실험입니다. 물이 들어오는 신기한 현상, 그리고 연기가 솟구치다가 컵 바닥에 부딪힌 후 고리 모양으로 내려오는 것만으로도 요. 그렇지만 초등학생이라면, 좀 더 심화된 이야기를 나눠야 하겠죠?
컵 안에 촛불이 꺼지는 이유는 '산소' 때문인데요, 산소가 부족해서가 아니라, 산소의 공급이 차단되었다고 해석해야 합니다. 왜냐, 촛불이 타면서 나오는 이산화탄소는 촛불에 의해 따뜻해지면서 (부피가 팽창해서) 높이 올라갑니다. 따뜻한 공기는 위로 올라가잖아요..ㅋㅋ 위로 올라간 이산화탄소는 컵 위쪽에 부딪혀 더 올라갈 수 없습니다. 그러면서 아래로 내려오죠. 정확히 말하면 점점 차곡차곡 위에서부터 차는 거죠. 그러다 촛불이 있는 곳까지 차 버리면 산소의 공급을 막아버리는 겁니다. 그러면서 불은 꺼집니다. 컵 안에는 연소에 필요한 산소가 충분히 남아있죠. 하지만 이산화탄소에 의해서 산소가 차단되면서 꺼지는 겁니다.
촛불이 꺼지면서 연기가 솟구치는 이유는 뭘까요? 조금 전에 이야기했듯이 따뜻한 공기는 위로 올라가죠. 특히 컵 안은 이미 대류 현상이 일어나고 있습니다. 촛불 주위에 있는 따뜻한 공기가 위로 올라가고 바깥 부분, 즉 상대적으로 차가운 곳과 접촉하고 있는 컵 벽 부분이 되겠죠. 컵 벽과 부딪힌 공기는 차가워져 아래로 내려오게 되는 것입니다. 설명이 충분한지 모르겠네요.ㅋㅋ 좀 어려운 내용입니다. 초등학교 4학년 정도라면 이해할 거라 생각합니다. ㅎㅎㅎ
빨리 오늘 과학놀이 설명으로 들어가겠습니다.
주제: 바람자루 만들기
준비물 : 플라스틱 페트병, 화장지(또는 색종이, 색깔이 있으면 더 좋아요^^), 딱풀(셀로판테이프), 스티커(또는 사인펜 -색칠하기 위해서), 천으로 된 리본(또는 끈), 나무젓가락, 가위, 구멍 펀치
놀이 방법
1. 큰 페트병도 좋고 500mL 크기의 페트병도 괜찮습니다.
2. 페트병의 중간 부분을 잘라 2cm 넓이의 팔찌 모양의 테를 만듭니다. 몇 개? 2개^^
이것은 바람자루의 입구가 됩니다. (이 부분은 어른이 도와주셔야 합니다.)
3. 페트병을 잘라 만든 테를 위아래로 연결하기 위해 화장지(색종이) 띠를 만듭니다. ㅌ
띠의 폭은 자유롭게 조절합니다.
4. 화장지 띠를 2개의 테에 위아래로 연결하며 붙입니다.
5. 모두 붙이면 원통의 자루가 만들어집니다.
6. 만들어진 자루의 끝에 리본을 달아 술을 만듭니다.
7. 구멍 펀치를 사용하여 플라스틱 테에 2개의 구멍을 뚫고 끈을 연결합니다.
8. 2개의 구멍을 연결한 끈의 중간 부분에 나무젓가락을 연결하여 바람자루를 완성합니다.
9. 완성된 바람자루를 가지고 바람이 부는 곳을 가서 높이 들어 올립니다.
10. 바람이 불 때 바람자루가 어떻게 되는지 관찰합니다.
관련 질문
바람에 의해 바람자루는 어떤 모양이 되나요?(옆으로, 수평으로 누운 모양이 됩니다. 빵빵해집니다.)
왜 빵빵해질까요?(바람이 통과하면서... 비닐봉지에 바람을 넣으면 빵빵해지는 것처럼)
바람자루의 모양을 보고 어떻게 바람의 방향을 알 수 있을까요?(바람이 불어오는 방향의 반대로 늘어선다.)
바람이 불면 왜 바람 자루는 옆으로(수평으로) 곧게 서는 걸까요?(바람이 통과하면서 다른 곳 보다 바람이 더 빠르게 통과하게 됩니다. 더 정확히 이야기하면, 베르누이의 원리를 설명해야 합니다. 바람이 빠르면 속도가 느린 곳에 비해 기압이 낮아지게 되고 상대적으로 기압이 높은 곳에서 낮은 곳 뜨는 힘, 즉 양력이 생기게 되면서 올라가게 되는 것이죠...어렵죠...ㅋㅋ 대충 이렇습니다. 모르시겠다면 그냥...빠르게 통과하니까 그렇다고 이야기해주시면 됩니다.
끝~
