겨울철 ‘찌릿!’이 마법의 힘으로? 정전기의 반발력으로 팔랑팔랑 춤추는 나비를 만들어봐요! (전기 해파리 응용)

사이언스 트레이너 쿠와코 켄입니다. 매일이 실험!

겨울만 되면 문 손잡이를 잡을 때 ‘찌릿!’, 스웨터를 벗을 때 ‘파직파직…’. 조금은 골치 아픈 ‘정전기’. 사실, 이 정전기에 엄청난 파워가 숨겨져 있다는 사실을 알고 계셨나요? 이번에는 이 정전기의 힘을 활용하여 비닐봉지로 만든 나비를 마치 살아있는 것처럼, 공중에 둥실둥실 띄우는 신기한 과학 실험을 소개합니다! 특별한 도구는 필요 없습니다. 집에 있는 재료로 과학의 마법을 직접 경험해 보세요.

이 실험은 사실 ‘전기 해파리‘라는 유명한 실험의 응용 버전입니다. 전기 해파리는 가늘게 찢은 비닐 테이프를 사용하지만, 이번에는 나비 모양으로 만들어 더욱 환상적인 광경이 눈앞에 펼쳐집니다.

전기 해파리 모습

비닐봉지로 만든 나비가 당신의 손 위에서 영원히 팔랑팔랑 춤을 추는 모습… 이 광경을 보면 마치 마법사가 된 듯한 기분이 들 겁니다. 우선, 이 신비로운 광경을 영상으로 먼저 확인해 보세요.

어떠세요? 정말 재미있을 것 같죠! 그럼 바로 이 과학 마술의 방법을 알아보러 갑시다.

준비물: 마법의 재료를 모아봅시다!

풍선
마트 비닐봉투 같은 얇은 비닐
유성 매직
가위
수건 (마른 것)

방법: 나비에게 생명을 불어넣는 순서

스텝 １：나비 만들기

먼저 마트 비닐봉투 등에 원하는 색으로 나비 그림을 그립니다. 날개를 크게 그리는 것이 포인트입니다.

그다음 가위로 조심스럽게 오려내면, 비닐 나비 완성!

스텝 ２：정전기 모으기 (대전시키기)

이 부분이 가장 중요합니다! 나비와 풍선, 각각에 수건으로 정전기를 모읍니다. 나비는 책상 위에 두고, 위에서 수건으로 꾹 눌러 문지르듯이 세게 마찰시켜 주세요. 그러면 나비는 정전기 때문에 책상에 ‘착’하고 달라붙게 됩니다. 풍선도 표면 전체를 골고루 수건으로 잘 문질러 주세요.

스텝 ３：나비를 하늘로!

책상에 붙어 있던 나비를 힘껏 공중으로 던져 올립니다. 이때 나비가 손에 달라붙기 쉽지만, 과감하게 ‘휙’ 던지는 것이 요령입니다. 그리고 떨어지는 나비 아래에, 문질러 놓은 풍선을 재빨리 갖다 댑니다. 반드시 수건으로 문지른 면을 나비 쪽으로 향하게 해야 합니다!

스텝 ４：마법의 시간 시작!

성공하면 나비는 풍선 위에 둥실둥실 떠서, 마치 살아있는 것처럼 계속 날아다닙니다. 풍선을 천천히 움직이면 나비도 따라 움직여요. 만약 잘 안 된다면, 나비 크기를 조금 더 작게 만들어 보세요. 가벼울수록 더 잘 뜹니다. 그리고 공기가 건조한 겨울날이 더 성공하기 쉽답니다!

원리: 왜 나비는 뜰까요?

이 마법의 정체는 물론 ‘정전기’입니다. 그런데 왜 뜨는 걸까요? 수건으로 비닐 나비나 고무 풍선을 문지르면, 사실 수건에서 나비나 풍선으로 ‘마이너스 전기(전자)’가 이동합니다. 그 결과, 나비도 풍선도 똑같이 ‘마이너스 전기’를 띠게 됩니다.

전기에는 자석의 N극과 S극처럼, ‘같은 종류의 전기끼리는 서로 밀어내고(반발하고), 다른 종류의 전기끼리는 서로 끌어당기는‘ 성질이 있습니다. 즉, 마이너스 전기를 띤 나비와, 마찬가지로 마이너스 전기를 띤 풍선이 가까워지면, “이쪽으로 오지 마!” 하고 서로 반발하는 힘이 작용하는 것입니다.

공중에 던져진 나비는 지구의 중력에 이끌려 아래로 떨어지려고 합니다. 하지만 아래에서 풍선이 가까워지면, 정전기의 ‘반발하는 힘’이 나비를 위로 밀어 올립니다. 이 ‘떨어지려는 중력‘과 ‘밀어 올리려는 정전기력‘이 정확히 균형을 이루면서, 나비는 공중에 계속 떠 있을 수 있는 것입니다.

더욱 놀라운 정전기의 세계로!

주변의 물건으로도 재미있게 즐길 수 있지만, 정전기 발생 장치 ‘반데그라프’를 사용하면 더욱 역동적이고 재미있는 실험을 할 수 있습니다! 머리카락이 곤두서거나, 전기가 눈에 보이거나…!? 이 실험은 히로세 스즈, 스즈키 료헤이, 야스코, 초콜릿 플래닛의 오사다, 마츠오 등과 TV 프로그램에서 진행했던 실험도 포함됩니다. 과학의 더 깊은 세계를 엿보고 싶으신 분들은 꼭 이 글도 확인해 보세요.

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