대류풍차 만들기

 

 

 

목  적 : 대류현상을 시각적으로 보인다.

 

준비물 : 알루미늄 쟁반, 코르크마개, 핀침, 나무막대(길이 25cm, φ5mm), 받침대(25cm×25cm)

 

방  법 : 코르크 마개에 알루미늄 쟁반을 12×2cm되게 잘라 날개를 6개정도 붙여서, 대류풍차를 만들어 보자. 잘 돌아가도록 하려면 날개를 어떻게 붙여야 할까?  나무막대의 한쪽 끝에는 핀 침을 꽂고, 다른 한쪽은 받침대에 구멍을 뚫고 수직으로 세우자.  회전축은 어떻게 만들어야 할까?  핀침 위에 대류풍차를 올려놓고 아래에는 촛불을 서너 개 켜놓고 관찰해 보자. 어느 쪽으로  돌아갈까?

 

결  과 : 반 시계 방향으로 돌아간다.

 

원  리 : 촛불에 의한 상승기류가 위쪽으로 생겨 날개에 힘이 작용하는데, 그 힘이 평평한 면에 작용하게 되면 그때의 힘의 방향은 그 면에 수직으로 작용된다.(날개가 받는 힘) 이 힘을 수직성분과 수평성분으로 나누면 수직성분은 날개를 위로 들어 올리는 힘이 되고, 이 힘은 반대편의 날개에서도 나오므로 비겨 없어지고, 수평성분은 날개를 회전하는 힘이 되어 날개는 왼쪽(반 시계 방향)으로 회전하게 된다.