【충격】빨대 하나로 새를 키운다고!? 집에서 할 수 있는 본격 ‘물피리’ 실험
사이언스 트레이너 쿠와코 켄입니다. 매일매일이 실험.
아기 새처럼 지저귀는 빨대 피리를 만들어 봅시다!
거실에 앉아 있는데 마치 깊은 숲속에 들어온 것처럼 예쁜 새소리가 들려온다면 정말 멋지겠죠? 사실 주변에서 쉽게 구할 수 있는 빨대와 약간의 물만 있다면 누구나 간단하게 이 ‘마법의 피리’를 만들 수 있습니다.
빨대가 정말 새처럼 소리를 낼까요?
“삐요~♪ 삐요삐요!”
이 소리, 사실 진짜 새소리가 아니라 빨대에서 나는 소리랍니다. 처음 만드시는 분들은 깜짝 놀랄 만큼 리얼한 음색에 분명 감동하실 거예요. 우선 어떤 소리가 나는지 아래 영상에서 직접 확인해 보세요.
어떠신가요? 정말 아기 새가 울고 있는 것 같죠? 예전에 제가 과학실에서 이 실험을 하고 있을 때였어요. 옆 교실에 계시던 선생님께서 “과학실 안에 새가 길을 잃고 들어온 줄 알았어요!”라며 눈이 동그래져서 달려오셨을 정도로 진짜와 똑같답니다.
이 만들기는 소리의 정체인 ‘파동’의 성질을 배울 수 있어, 고등학생들도 깜짝 놀랄 만큼 깊이 있는 과학 원리가 숨어 있습니다. 여러분도 집에서 꼭 한번 도전해 보세요!
마법의 피리를 만드는 ‘과학 레시피’
준비물은 집에 있는 것이나 다이소 같은 곳에서 쉽게 구할 수 있는 것들뿐입니다.
준비물: 플라스틱 용기(뚜껑이 부드러운 것을 추천), 빨대, 가위, 스테이플러, 송곳, 물
만드는 방법 단계별 가이드
① 뚜껑에 ‘길’을 만들어주기
먼저 플라스틱 용기 뚜껑 한가운데에 송곳으로 작은 구멍을 뚫습니다.
구멍을 뚫었다면 그곳에 연필 등을 꽂아서 빨대가 딱 맞게 들어갈 정도의 크기로 넓혀주세요. 뚜껑이 딱딱하면 힘이 많이 들어가니, 아이들은 부모님께 도움을 요청하세요!
② 공기가 빠져나갈 ‘옆 구멍’ 뚫기
다음으로 용기의 옆면(중간보다 약간 윗부분)에 또 하나의 작은 구멍을 뚫습니다.
이 구멍은 클 필요가 없습니다. 용기 안에 갇힌 공기가 소리와 함께 빠져나가는 아주 중요한 출구가 됩니다.
③ 빨대를 가공해 ‘소리의 근원’ 만들기
빨대를 용기 뚜껑에 꽂아 바닥에 닿을 정도의 길이로 맞춥니다.
뚜껑에서 1cm 정도 위쪽 부분에 가위로 가로 절개선을 넣습니다.
여기서 아주 중요한 주의사항! 완전히 다 자르면 안 돼요. 껍질 한 겹이 연결된 상태로 빨대를 꺾어 접어줍니다.
④ ‘부는 입구’ 납작하게 다듬기
접힌 쪽의 뿌리 부분(입을 대는 쪽)을 손가락으로 꾹 눌러서 납작하게 만듭니다.
납작해진 양 끝을 스테이플러로 두 군데 콕콕 찍어 고정합니다. 여기가 가장 정교한 기술이 필요한 포인트예요.
마지막으로 빨대 중앙에 아주 살짝 공기가 지나갈 틈을 만들기 위해 송곳 끝을 살짝 넣어 살며시 벌려줍니다.
⑤ 드디어 연주! 숨 불어넣기
용기의 1/3 정도까지 물을 채웁니다. 준비가 끝났다면 빨대의 절개 부분을 겨냥해서 숨을 불어보세요.
겨냥할 곳은 아래 그림의 ‘여기!’라고 표시된 부분입니다.
각도와 세기를 미세하게 조절하면서 불다 보면……
“삐요삐요삐요!”
갑자기 맑고 고운 새들의 노랫소리가 울려 퍼집니다!
왜 빨대가 살아있는 새처럼 노래할까요?
이 신기한 피리는 사실 ‘물피리’라고 불리는 것으로, 과학적으로는 폐관(closed pipe)이라는 훌륭한 악기의 일종입니다.
공기를 불어넣으면 빨대 속의 공기가 미세하게 진동하며 ‘정상파’라는 파동이 발생합니다. 이것이 소리를 만들어내는 것인데, 그냥 불기만 하면 “삐~” 하고 일정한 소리만 납니다. 맥주병 입구를 불어서 “보~” 소리가 나는 것과 같은 원리죠.
그렇다면 왜 “삐요삐요” 하고 소리가 변하는 걸까요?
그건 바로 빨대 속의 수면이 엘리베이터처럼 위아래로 격렬하게 움직이기 때문입니다.
- 숨을 불면 빨대 내부의 압력이 낮아집니다.
- 수면이 빨대 안으로 빨려 올라옵니다. (빨대 안의 공기 기둥이 짧아집니다.)
- 공기 기둥이 짧아지면 소리가 높아집니다.
- 수면이 다시 무게 때문에 내려갑니다. (빨대 안의 공기 기둥이 길어집니다.)
- 공기 기둥이 길어지면 소리가 낮아집니다.
이 움직임이 초고속으로 반복되면서 마치 트럼펫의 피스톤을 바쁘게 움직이는 것 같은 상태가 되고, 그 덕분에 저렇게 사랑스러운 지저귐이 태어나는 것입니다.
물리학 세계에서는 ‘공명’이라고 불리는 이 현상. 평범한 빨대 하나 속에 이렇게 재미있는 드라마가 숨어 있다는 사실이 두근거리지 않나요? 여러분도 나만의 ‘아기 새 소리’를 꼭 한번 찾아보세요!
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