토끼와 거북이의 자동차 레이스

 

 

 

 

토끼와 거북이가 자동차 경주를 한다. 토끼는 아크릴판 위를 달리고 거북이는 구리판 위를 달린다. 과연 토끼와 거북이의 경주에서 누가 이길까?

목  적 : 구리판 위를 자석이 움직이면 맴돌이 전류 때문에 운동에 방해를 받음을 안다.

 

준비물 : 아크릴판과 구리판 레일, 네오디늄 자석이 장착된 자동차

 

방  법

①  아크릴판 아래 부분의 중앙에 폭3cm정도의 동판을 길이대로 붙여서 구리판 레일을 만든다.

②  장난감 자동차 밑바닥에 Nd자석을 붙인다.

③  레일이 경사지도록 장치하고, 두 개의 레일 위에서 준비된 두 개의 자동차를 동시에 출발시켜 본다.

④  어떤 자동차가 더 빨리 내려가는가?

⑤  이번에는 자동차를 서로 바꾸어서 실험해 본다. 어떤 결과를 얻을 수 있나?

 

결  과 : 아크릴판 레일로 내려가는 자동차가 항상 빠르게 내려간다.

 

원  리 : 자기장 속에서 코일을 움직이거나 코일을 정지시켜 놓고 자석을 움직여 주면 전류가 흐르게 된다. 이와 같이 자기장의 변화와 운동에 의해 코일에 기전력이 생기는 현상을 전자유도라고 한다. 이 실험에서처럼 구리판 위에서 자석이 움직이면 그 자기장의 변화를 상쇄시키려는 자기력이 만들어지는 전자유도가 일어나게 되어 자동차가 천천히 내려가게 된다.