무거운 볼링공이 물에 뜬다고?! ‘무게’만으로는 알 수 없는 부력의 비밀!
사이언스 트레이너 쿠와코 켄입니다. 매일이 실험이죠!
공 뜨고 가라앉기 챌린지!
이번에 준비한 공은 골프공, 라크로스 공, 연식 야구공, 그리고 볼링공 네 가지입니다. 자, 이 중에서 물에 뜰 것 같은 공은 무엇인가요? 머릿속으로 예상해 보세요. 싱킹 타임, 스타트!!
정답은… 실제로 실험해 본 영상으로 확인해 보세요.
놀랍게도, 물에 뜬 공은 연식 야구공과 볼링공이었습니다! 예상하셨나요?
“아니, 볼링공이 그렇게 무거운데 물에 뜬다고?!” 같은 깜짝 놀란 목소리가 들려오는 듯합니다. 맞습니다, 바로 이 ‘무거운데 뜨는’ 현상이 이번 실험의 가장 재미있는 핵심 포인트죠. 우리의 직관을 거스르는 이 결과는 ‘무게’와 ‘뜨고 가라앉는 것’의 관계가 사실은 훨씬 더 심오하다는 것을 알려줍니다.
※ 참고로 이 실험은 O 선생님께 배웠습니다. 직접 볼링공까지 구해서 실험하셨다고 해서 정말 놀랐습니다.
‘무게’만으론 부족해! 부력의 비밀
볼링공을 사용한다는 점이 바로 ‘신의 한 수’입니다. 사실 볼링공에는 ‘파운드(Pound, lb)’라는 무게 단위가 있는데요, 파운드에 따라 물에 뜨는 공과 가라앉는 공이 따로 있습니다. 같은 볼링공이라도 무게나 그 무게에 대한 부피가 다르면 부력이 달라지기 때문이죠.
볼링공은 겉보기 크기는 거의 똑같은데, 무게(파운드)는 크게 다르잖아요? 이는 공 내부 소재의 밀도를 다르게 조절하여 무게를 맞추기 때문입니다.
볼링공은 직경이 약 21.8cm(원주 약 68.6cm)로 정해져 있습니다. 따라서 공의 ‘부피’는 파운드에 관계없이 거의 일정합니다. 아래 표에서는 일반적인 파운드별 볼링공의 질량과, 이를 토대로 계산된 밀도를 비교했습니다.
볼링공 파운드별 질량・부피・밀도 비교표
볼링공은 겉보기에는 무거워 보이지만, 내부에 빈 공간이 있거나 소재 배합을 특별히 하여 예상외로 물보다 밀도가 작은 것들이 있는 것입니다. 반면에 골프공이나 라크로스 공은 크기는 작지만 속이 꽉 차 있어서 물보다 밀도가 크므로 가라앉게 되죠.
이처럼, 주변의 흔한 재료로 실험 스케일을 키워보는 것만으로도 아주 재미있고 흥미로운 과학적 발견을 할 수 있다는 점이 매력적입니다. 여러분도 꼭 주변의 물건으로 “이거 뜰까? 가라앉을까?”를 시험해 보세요. 그곳에 분명 새로운 발견이 여러분을 기다리고 있을 거예요!
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