데스크톱 위에서 우주를 재현하다! 스피로 미니로 배우는 ‘금성의 위상’의 비밀
안녕하세요! 과학 트레이너 쿠와코 켄입니다. 오늘도 즐거운 실험과 함께 시작해 볼까요?
밤하늘에 떠 있는 달을 보며 ‘왜 매일 모양이 변할까?’ 하고 궁금해하신 적 없으신가요? 사실 그 비밀은 우리 방 안에서도 아주 간단하게 재현할 수 있답니다. 이번에는 손바닥 크기의 볼 모양 로봇 Sphero 미니(스피로)를 사용해 우주의 신비에 다가가는 실험을 진행했습니다!
우주의 움직임을 책상 위에서 재현하다!
이번 실험에서는 하얀 스피로 미니를 ‘달’이나 ‘금성’으로 가정하고, 전구를 ‘태양’으로 배치했습니다. 스피로 미니의 가장 큰 장점은 바로 프로그래밍을 통해 정확한 원 궤도를 그릴 수 있다는 점이에요. 마치 우주 공간에서 천체가 공전하는 것 같은 움직임을 눈앞에서 생생하게 재현해 주었습니다. 먼저 아래 영상에서 그 부드러운 움직임을 확인해 보세요.
금성의 위상 변화나 위치에 따라 금성의 크기가 다르게 보이는 모습이 모델로서 아주 잘 구현되었습니다.
빛의 방향에 따라 변하는 구체의 표정
실험 준비는 매우 간단합니다. 우선 스피로가 원 운동을 하도록 프로그래밍합니다. 실제 프로그래밍 방법은 아래 링크를 참고해 주세요.
예를 들어 블록 코딩으로 진행한다면 이런 모습이 됩니다.
전구를 중심에 두고, 프로그래밍한 스피로를 작동시킵니다. 그리고 방을 어둡게 한 뒤 전구 불빛을 스피로 미니에 비추기만 하면 끝입니다.
불을 꺼 보면…
어떠신가요? 빛이 닿는 위치에 따라 스피로 미니의 절반이 밝게 비치는 것을 볼 수 있죠?
여기서 중요한 과학적 포인트가 있습니다. 금성 자체가 모양을 바꾸는 것이 아닙니다. 빛을 내는 태양, 빛을 받는 천체, 그리고 그것을 바라보는 우리(지구)라는 세 가지 요소의 위치 관계가 변하기 때문에 우리 눈에는 모양이 변한 것처럼 보이는 것입니다.
금성의 차고 기울음을 시뮬레이션하다
관찰을 계속하다 보면 재미있는 발견을 하게 됩니다. 시점을 바꾸면 스피로 미니 전체가 환하게 빛나 보이는 순간이 있습니다.
전체가 빛나 보이네요. 금성 모델로 딱입니다!
이는 지구에서 봤을 때 금성이 태양 반대편으로 돌아가서 태양 빛을 정면으로 받고 있는 상태와 비슷합니다. 반대로 빛이 전혀 닿지 않아 그림자 부분만 보일 때는 바로 삭(그믐달 직전)의 상태가 되는 것이죠.
이쪽은 그림자가 져서 보이지 않게 되었습니다.
교과서 설명만으로는 이해하기 어려운 천체의 위상 변화도 이렇게 직접 손으로 움직여 보며 관찰하면 ‘아하!’ 하는 깨달음으로 바뀝니다.
프로그래밍이 과학을 즐겁게 만든다
스피로 미니의 매력은 누구나 쉽고 정확하게 움직일 수 있는 프로그래밍 가능성에 있습니다. 단순한 공을 천체로 바꿔버리는 이 마법 같은 도구를 활용하면 과학 공부가 훨씬 더 즐거워지겠죠?
여러분도 주변의 도구들을 활용해 우주의 원리를 탐구해 보는 건 어떨까요?
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