[과학실험-계영배 만들기] 넘치치 않아야 흐르지 않는 잔 만들기

주말이면 기다리는 드라마가 있는데요, 김혜수 주연의 '슈룹'입니다. 어제자 방송에서 과유불급을 경계하려고 나온 계영배가 나왔지요. 술잔이지만 가득 채우려 할수록 가득 차지 않고 구멍으로 흘러내린다는 것인데요, 사이펀의 원리를 이용한 현상들이 주변에는 많이 있습니다. 

생각이 난 김에 주말에 외출이 없어 아이와 함께 가볍게 만들어 볼 수 있는 계영배를 직접 만들어 보았습니다. 준비물도 간단해서 다음 재료들만 있다면 누구나 5분 안에 아이들과 함께 만들어 볼 수 있습니다. 

 

집에서 계영배 만드는 방법

계영배 만들기 준비물

- 플라스틱 테이크아웃 컵
- 구멍을 뚫을 수 있는 송곳 또는 조각칼 등
- 가위
- 빨대
- 글루건 또는 고무찰흙 또는 실리콘 등

 

준비물은 크게 컵, 구멍뚫기 도구, 빨대, 구멍 메울 것만 있으면 간단하게 만들 수 있습니다. 우선 간단하게 순서만 정리해보면 다음과 같습니다.

• 플라스틱 컵에 송곳으로 구멍을 뚫는다.
• 빨대가 들어가도록 가위로 구멍의 크기를 맞춘다
• 빨대를 끼운다
• 빨대를 U자로 꺽은 후 아랫부분을 잘라낸다.
• 컵 바닥의 빈 틈을 찰흙 또는 글루건으로 메운다.
• 물을 채워 본다.

 

 

 

 

오늘의 과학실험 준비물입니다. 조촐하고 간단합니다. 고무찰흙이 있다면 굳이 글루건까지 필요 없습니다. 빈 틈만 메워줄 도구만 있으면 좋습니다. 다이소의 치약형 실리콘도 괜찮지만 어린이가 하기에는 고무찰흙이 가장 좋습니다. 

 

 

우선 컵의 아랫 부분에 송곳으로 구멍을 뚫어 주었습니다. 

 

 

 

뚫린 구멍은 생각보다 작기 때문에 빨대가 들어가지 않아 가위 한쪽을 넣고 원으로 돌려 구멍의 크기를 키워주면 되는데요, 뚫고 보니 빨대의 위치가 너무 한가운데 있는 것 같아서 다시 옆에다가 하나 더 뚫어서 새롭게 만들기로 했습니다. 

 

 

 

빨대를 넣고 역U자로 꺾은 후에 밑바닥을 뚫고 나온 빨대는 잘라 주었는데요, 아랫부분에 빨대와 플라스틱 컵 사이의 빈 틈이 보이실 겁니다. 물을 부었을 때 바닥의 빈 틈으로 흘러내리지 않도록 메꾸어주는 일만 남았습니다. 

 

 

 

그래서 마지막 마무리는 글루건으로 빈 공간을 막아주었습니다. 아이가 혼자서 막기에는 고무찰흙 같은 것이 만지기도 좋고 혼자서 해내기 좋습니다. 이제 모든 것이 완성되었습니다.  

 

그래서 계영배 실험을 하기 위해 주방으로 갔습니다. 물을 빨대 아래쪽에 채울 경우에는 물이 흘러내리지 않고 물 높이가 빨대 위로 가면 물이 새어 나오는 것을 알 수 있습니다. 

계영배의 원리?

계영배의 원리는 액체의 압력과 대기압, 중력의 상관관계를 이용한 것입니다. 바로 잔 높이의 7부쯤 되는 관이 중심부분에 달려 있는 것 특징인데요 술이 7부 능선을 넘었을 때 바닥의 구멍으로 흘러버리게 하는 원리는 대기압과 (위로 솟아오르려는) 액체의 압력이 같다는 것을 의미합니다.  [참고 - 나무 위키]

 

즉, 빨대 라인까지만 물이 있다면 압력 평형상태에 있다는 말입니다. 하지만 아이에게 원리에 대해 설명해 주었으나 아직 초등학교 저학년에게 설명은 물의 수평 정도밖에 설명이 안되네요. 그래도 이리 기울이고 저리 기울이면서 직관적으로 원리에 대해서 이해는 한 것 같습니다.

 

 

 

짧은 실험이고 짧게 끝난 놀이이기는 하지만 집에서 아이들과 할 수 있는 간단한 과학실험이라 생각되어 어린이가 있는 집이라면 한 번 해볼 만합니다.