씨앗 모형을 만들어 날려보자! 바람을 타고 여행하는 식물의 천재적인 아이디어 (소나무·가죽나무·알소미트라)
사이언스 트레이너 쿠와코 켄입니다. 매일매일이 실험이죠.
5월쯤, 공원에서 중국굴피나무 열매를 발견했습니다.
열매 하나에 날개가 두 장 달린 아주 독특한 모양인데요. 이건 식물의 생존 전략과 깊은 관련이 있습니다.
갑작스럽지만 한번 상상해 보세요. 만약 여러분이 평생 한곳에서만 머물러야 한다면, 아이들을 어떻게 멀리 있는 넓은 세상으로 보내시겠어요? 사실 우리 주변의 식물들은 바로 이 난제에 끊임없이 도전해 온 작은 발명가들입니다. 식물 자신은 땅에 뿌리를 박고 있어 걷지도 날지도 못하지만, 자식인 씨앗에는 놀라운 비행 메커니즘을 탑재해 새로운 세상을 향해 떠나보낸답니다.
그 모습은 마치 천재 과학자가 설계한 미니어처 비행기나 헬리콥터 같아요! 오늘은 이런 식물들의 지혜를 배우고, 주변에서 쉽게 구할 수 있는 재료로 그 움직임을 재현해 보는 설렘 가득한 워크숍을 소개해 드릴게요.
식물들의 비행 학교에 오신 것을 환영합니다!
식물이 씨앗을 멀리 날려 보내는 데는 절실한 이유가 있습니다. 씨앗이 부모 식물 바로 아래에 떨어지면 빛과 영양분을 서로 다투다 모두 제대로 자라지 못하기 때문이죠. 그래서 진화 과정에서 터득한 것이 바람의 힘을 최대한 이용하는 풍매 산포 (anemochory) 전략입니다. 오늘의 주인공들을 소개합니다!
가중나무: 프로펠러 같은 모양으로 빙글빙글 회전하며 옆으로 흘러가듯 날아갑니다.
복자기나무 (단풍나무의 일종): 두 장의 날개가 절묘한 각도로 붙어 있어, 헬리콥터처럼 회전하며 체공 시간을 벌어줍니다.
소나무: 얇은 외날개를 가지고 있어 아주 우아하게 춤추듯 떨어집니다.
알소미트라: 글라이더 같은 날개로 바람을 타고 아주 멀리까지 비행합니다.
나왕: 대나무 헬리콥터처럼 뱅글뱅글 돌며 내려갑니다.
이들의 비행 퍼포먼스를 가만히 관찰해 보면, 공기 저항을 완벽하게 계산한 듯한 아름다운 디자인에 감탄하게 될 거예요.
집에서 하는 실험! 비행 씨앗 모델을 만들어 봐요
“어떻게 저렇게 잘 날 수 있을까?”라는 의문을 해결하는 가장 빠른 방법은 바로 직접 만들어 보는 것입니다! 실제 씨앗의 형태를 본뜬 모형을 만들다 보면 자연의 디자인이 얼마나 합리적인지 깨닫게 되죠.
준비물
색종이 (좋아하는 색이면 무엇이든 좋아요!)
가위
풀 또는 테이프
클립 (무게중심을 잡는 용도입니다)
1. 소나무, 단풍나무, 복자기나무 씨앗 모델
이것은 단풍나무 씨앗의 모습이에요.
소나무 씨앗에는 작은 날개 같은 것이 달려 있습니다. 단풍나무나 복자기나무 씨앗도 바람을 받아 빙글빙글 도는 독특한 모양이죠. 실제 소나무 씨앗이 나는 모습은 이 영상에서 확인해 보세요! → 소나무 씨앗의 비행법
만드는 법
- 먼저 색종이를 반으로 잘라 15cm x 7.5cm 직사각형을 만듭니다.
- 그 직사각형을 다시 2.5cm 너비로 잘라 7.5cm x 2.5cm의 가느다란 직사각형으로 만듭니다.
- 그림처럼 직사각형을 대각선을 따라 접어줍니다.
- 마지막으로 끝을 1cm 정도 접어 올린 뒤 클립을 끼우면 완성! 자세한 비행 영상은 여기를 참고하세요. → 씨앗 모델 접는 법
https://youtu.be/JxwEJ5Qqq6I
2. 가중나무 씨앗 모델
가중나무 씨앗은 얇고 평평한 원반형 날개를 가지고 있습니다. 마치 작은 UFO처럼 팔랑팔랑 춤추듯 떨어지죠. 실제 씨앗이 바람에 실려 날아가는 모습은 영상 19초부터 볼 수 있습니다. → 가중나무 씨앗의 비행법
만드는 법
- 색종이를 1.5cm 너비로 잘라 15cm x 1.5cm의 긴 띠 모양으로 만듭니다.
- 이 띠를 반으로 접고 가운데에 풀칠을 합니다.
- 양 끝을 중앙에 맞춰 붙여주면 가중나무 씨앗 모델 완성!
3. 알소미트라 씨앗 모델
식물계의 하늘을 나는 보석이라 불리는 것이 바로 알소미트라 씨앗입니다. 그 모양은 마치 매끄럽게 활공하는 글라이더 같아요!
씨앗 자체가 매우 가볍기 때문에 바람을 타고 수십 미터나 날아갈 수 있답니다. 놀라운 활공 모습을 영상으로 확인해 보세요. → 알소미트라 씨앗의 비행법
알소미트라 씨앗 모델은 종이비행기 글라이더를 접으면 실제와 아주 비슷하게 날아갑니다.
그 모습이 마치 지브리 영화 바람계곡의 나우시카에 나오는 비행기 메베를 닮았더라고요. 이 글라이더 만들기에서 가장 중요한 포인트는 색종이를 삼각형으로 자르는 것입니다.
만드는 법은 이 영상에서 자세히 소개하고 있으니 꼭 보면서 도전해 보세요!
핵심은 삼각형으로 자르기! 꼭 한번 접어 보세요. 자, 다 함께 하늘을 나는 보석의 비밀을 찾아볼까요?
이 씨앗 모델들을 만들어 야외에서 날려 보세요. 왜 이런 모양을 하고 있는지, 어떻게 바람을 잘 타는지, 식물들의 신비에 한 걸음 더 다가갈 수 있을 거예요.
4. 나왕(라완) 씨앗 모델
아이 자유연구를 위해 딥테로카푸스(나왕) 씨앗의 낙하 시간 변화를 알아보는 실험을 했습니다. 아이가 민들레 홀씨에 관심을 갖기에 이런 열매도 있다고 보여주니 흥미를 보이더군요. 모양은 이렇게 생겼습니다.
손을 놓으면 이렇게 날아갑니다.
회전하는 모습이 마치 헬리콥터 같죠? 이 씨앗 모델을 탱탱볼과 두꺼운 종이로 직접 만들어 보았습니다.
실제 나왕 열매는 5.5g이었고, 제가 만든 모델은 6.0g으로 무게를 거의 비슷하게 맞췄습니다. 날개 길이도 10.8cm로 통일했죠.
5m 66cm 높이에서 떨어뜨려 보니, 모델 씨앗이 빙글빙글 돌며 내려갔습니다.
낙하 시간을 측정해 봤습니다. 세 번 반복한 결과, 1.66초, 1.31초, 1.21초로 평균 1.39초가 나왔습니다. 반대로 날개를 떼고 떨어뜨려 보니, 1.08초, 1.24초, 1.19초로 평균 1.17초가 되어 날개가 있을 때 확실히 낙하 시간이 길어진다는 것을 알 수 있었습니다.
다음으로 날개 길이를 바꿔서 실험해 봤습니다. 하나는 날개 길이를 2배로, 다른 하나는 절반으로 줄여봤죠.
날개가 2배인 것은 평균 1.17초, 절반인 것은 평균 1.13초가 나왔습니다. 둘 다 관찰해 보니 아예 회전하지 않거나 원래 길이에 비해 회전수가 훨씬 적었습니다.
아이가 이 결과를 어떻게 정리할지는 모르겠지만, 나왕의 날개는 회전하기에 딱 적당한 최적의 길이를 가지고 있다는 사실을 엿볼 수 있었습니다.
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