[집에서 하는 과학실험]아르키메데스 원리와 부력 실험

안녕하세요. 주말동안 아이들과 함께 해 본 실험 내용 올려볼게요~ 

이번주에 해본 실험은 아르키메데스 원리와 부력과 관련된 실험이에요. 

 

아르키메데스와 부력의 원리

유체(물) 속에 담긴 물체는 그 물체의 부피에 해당하는 유체(물)의 무게와 같은 힘을 중력의 반대방향으로 받는다.

즉, 물속에 있는 물체에는 그 물체가 밀어낸 물의 무게와 같은 크기의 힘이 위쪽으로 작용하게 되며, 이와 같이 위쪽으로 밀어 올리는 힘(부력)보다 그 물체에 작용하는 중력이 작을 때 그 물체는 물에 뜨게 되는 것이다.

부력 : 물이 아래에서 위로 물체를 떠올려 주는 힘. 

 

1. 귤을 이용해 배가 뜨는 원리 알아보기 

귤 껍질을 깐 귤과 까지 않은 귤, 물을 준비해요. 

 

두 귤을 물에 넣어보면 귤 껍질을 까지 않은 귤은 물에 뜨는 것을 관찰 할 수 있어요. 이것은 귤껍질이 에어포켓의 역할을 해서 뜨게 되는 현상인데, 이를 통해 배가 뜨는 원리도 알 수 있어요. 

 

배를 만드는 철판은 물보다 밀도가 커서 물에 넣으면 바로 가라앉지만, 배의 빈 곳에 공기를 채우면 뜨는 것과 비슷한 원리에요. 

 

 

2. 물의 깊이에 따른 수압 알아보기 실험

패트병에 물을 채운 뒤 세로로 구멍을 두개 뚫어줘요. 

 

그리고 나서 세워보면 아래쪽에 있는 구멍에서 나오는 물이 더 멀리나가는 것을 알 수 있어요. 이 실험을 통해 물의 깊이가 깊을수록 물의 압력이 높아지는 것을 알수가 있어요. 

 

3. 물의 밀도와 부력실험

투명한 컵 두개에 수돗물을 채워 준비하고 달걀도 두개 준비합니다. 

 

한쪽 컵에 달걀을 넣어보아요. 수돗물이라 바로 가라앉는 것을 볼 수 있어요. 이것은 달걀의 밀도가 물의 밀도보다 높기 때문이에요. 그럼 달걀을 물에 띄우려면 어떻게 해야 할까요?(실험할 때 아이에게 한번 질문 해보세요.) 물의 밀도를 높여주면 되요. 

 

물의 밀도를 높여주기 위해 소금을 넣고 저어봅니다. 생각보다 소금을 많이 넣어야 해요. 

 

그러고 난 후 달걀을 넣어주면 둥둥 뜨는 것을 관찰하실 수 있어요. 물의 밀도가 댤걀의 밀도보다 높아졌기 때문이에요. 

 

왼쪽이 소금물, 오른쪽이 수돗물이에요. 차이가 확연히 보이네요~ 

그냥 말로 설명해주거나 영상을 보여주는 것보다 아이 스스로 소금물을 녹여가며 실험해보니 아이가 물의 밀도와 물체가 뜨는 원리에 대해 더 확실히 알 수 있었던 것 같아요. 

 

정말 간단하지만 효과는 만점인 부력과 수압에 대한 실험 추천합니다~