하늘을 가로질러 우주로 향하는 로켓에 꿈을 실어 날려 보세요. 로켓에는 어떤 원리가 숨어 있기에
드넓은 우주로 날아갈 수 있는 것일까? 그 원리를 알아보자.
목 적 : 작용- 반작용력은 크기가 같고 서로 반대 방향이며, 작용-반작용력을 받는 물
물체의 이동거리와 속력은 질량에 반비례함을 안다.
준비물 : 부탄가스통(맥주캔), 송곳, 알코올, 분무기(스프레이 화장수 병),
점화기(가스라이터), 종이컵 큰 것(콜라컵).
만드는 방법
① 부탄가스통의 입구부분을 바이스를 이용해서 빼내고 아래에서 2cm정도위치에 드릴로
구멍(φ5mm정도)을 뚫는다. 빈 맥주 캔으로 해도 좋다.
② 종이컵에 날개를 붙여 로켓 모양으로 만들고, 예쁘게 장식을 한다.
③ 분무기로 알코올을 부탄가스통에 2번 정도 뿜어주고 컵 로켓으로 통의 입구를 꼭 막고
책상 위에 세워 놓는다.
④ 곧바로 점화장치로 불을 켜서 부탄가스통의 아래쪽 구멍에 가까이 대어본다. 로켓은
어떻게 되는가?
⑤ 이번에는 가스통을 가벼운 수레에 고무줄로 묶어 고정하여 발사대를 만들고, 책상 위에 눕혀두고 로켓을 발사해 보자.
로케트와 발사대는 누가 더 무거운가? 또, 각각 어느 방향으로 움직이는가?
똑 같은 시간에 누가 많이 움직이는가? 누가 더 빨리 움직이는가?
결 과
① 책상 위에 세워놓고 발사할 때 : 펑 소리를 내면서 컵 로켓이 멀리 날아간다.② 책상 위에 눕혀놓고 발사할 때 : 로켓보다 발사대가 더 무겁고, 서로 반대방향으로 움직이며, 로켓이 더 많이 움직이고,
속도와 가속도도 더 크다.
원 리
알코올은 증발이 잘 되어 불이 잘 붙는다. 부탄가스통에 알코올을 뿌려주고 뚜껑을 덮으면 증발된 알코올 기체가 부탄가스통에 가득 차게 되고, 점화를 시키면 통속의 알코올이 폭발하면서 공기가 팽창하면서 작용-반작용의 법칙에 의해 로켓이 날아 올라가게 된다. 책상 위에 눕혀놓고 발사하면 로켓과 발사대는 서로 반대방향으로 운동하게 되는데 이때 서로 받는 힘의 크기는 같지만 로켓은 가볍고 발사대는 무거우므로 로켓의 가속도, 속도, 이동거리, 운동에너지는 발사대보다 더 크다. 즉, 작용-반작용력을 받는 두 물체의 가속도, 속도, 이동거리, 운동에너지는 질량에 반비례함을 알 수 있다.
유의점
① 알코올을 다룰 때 화상을 입지 않도록 주의한다.
② 알코올을 너무 많이 뿌리지 않는다.
③ 분무기는 스프레이 화장수 병이 입자가 미세해서 좋다.