피크닉 스트레스 끝! 레저 시트를 날리지 않는 비밀, ‘틈새의 물리학’

사이언스 트레이너 쿠와코 켄입니다. 매일매일이 실험!

여러분, 안녕하세요! 소풍이나 운동회에서 돗자리를 펴는 순간, 바람이 확 불어와서 “어이쿠!” 했던 경험 없으신가요? 기껏 도시락을 먹으려고 했는데, 돗자리가 펄럭이는 바람에 모래가 들어가 버리기도 하죠. 이런 야외 활동의 흔한 고민을 과학의 힘으로 멋지게 해결할 수 있는 방법이 있습니다.

오늘은 경시청 공식 SNS에서 소개되어 화제가 된 돗자리 안 날아가게 하는 꿀팁에 대해 과학교사의 시선으로 그 비밀을 철저히 분석해 보겠습니다!

https://x.com/MPD_bousai/status/1151263471754866688?s=20

돗자리가 바람에 잘 날아가지 않게 하는 방법을 시험해 보았습니다. 돗자리의 네 귀퉁이를 고무줄로 6cm 정도 묶어줍니다. 그리고 고무줄로 묶은 부분과 돗자리의 각 변을 바닥 쪽으로 접어 넣고 깔기만 하면 됩니다. 웬만한 바람에는 날아가지 않았습니다. 고정 핀을 박을 수 없는 장소에서도 활용할 수 있으니 꼭 한번 해보세요.

바람과 돗자리의 숨막히는 공방전

우선, 왜 돗자리가 그렇게 쉽게 날아가 버리는지부터 살펴볼까요? 아래 영상을 확인해 보세요.

돗자리의 끝부분은 매우 가벼워서 아주 미세한 바람에도 나풀거리며 들뜨기 쉽습니다. 바로 이 들뜬 틈새가 운명을 가릅니다. 틈새로 바람이 파고들면 돗자리에 각도가 생기는데, 이때 갈 곳을 잃은 바람이 돗자리를 직접 밀어 올리는 힘으로 변하게 됩니다. 게다가 일단 돗자리가 뜨면 그 뒷면에는 공기의 소용돌이가 발생합니다. 이 소용돌이가 돗자리를 불규칙하게 흔들고 더 격렬하게 펄럭이게 만드는 원인이 되는 것이죠.

모서리를 잡는 자가 바람을 잡는다! 고무줄의 마법

여기서 경시청의 비법인 고무줄로 네 귀퉁이 묶기라는 아이디어가 등장합니다. 언뜻 평범해 보이지만, 여기에는 놀라울 정도로 합리적인 원리가 숨어 있습니다. 저도 직접 해보았는데요.

고무줄로 끝을 꽉 묶으면 그 부분에 돗자리 소재가 밀집됩니다. 이를 통해 가장 들뜨기 쉬운 모서리 부분이 국소적으로 무거워지게 됩니다. 과학적으로 말하면 밀도를 높여 관성을 크게 만든 상태라고 할 수 있죠. 무거워진 모서리는 중력에 의해 바닥에 머물려는 힘이 강해져서, 바람에 의한 첫 들뜸을 확실하게 막아줍니다. 마치 보이지 않는 작은 무게추를 올려놓은 듯한 효과랍니다.

틈새를 메우는 유체역학의 지혜

또 하나의 포인트는 안쪽으로 접어 넣어 바닥과 밀착시키기라는 과정입니다.

돗자리 끝을 안으로 접어 넣으면 바닥과의 틈새가 줄어듭니다. 바람이 들어오는 입구를 차단해 버리는 것이죠. 예를 들어, 레이싱카가 바닥에 딱 붙어서 달리기 위해 차체 밑의 틈새를 극한으로 없애는 것과 비슷한 원리입니다. 틈새가 없으면 바람은 돗자리 밑으로 파고들 수 없고, 오히려 돗자리 위를 지나가는 바람이 돗자리를 바닥으로 누르는 아래 방향의 힘으로 작용하기도 합니다.

과학을 알면 야외 활동이 더 즐거워집니다

돌이나 고정 핀이 없어도 고무줄 4개만 있으면 바람을 아군으로 만들 수 있습니다. 이것이야말로 일상 속에 숨어 있는 과학의 재미 아닐까요?

중력의 집중 (고무줄로 모서리를 무겁게 만들기)

공기의 차단 (안으로 접어서 틈새 없애기)

이 두 가지 조합이 여러분의 즐거운 소풍을 지켜줄 거예요. 다음에 나들이 가실 때는 꼭 가방에 고무줄 몇 개 챙겨 가시는 것 잊지 마세요!

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３月のイチオシ実験！

• 押し花を作ろう！：梅や桜の花の押し花を作ってみましょう。特別なケースに入れると、長く保存できて、しおりにもなります。

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• 2月27日放送予定「チコちゃんに叱られる」（NHK）の科学監修しました。

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• 1/27 『見えない力と遊ぼう！電気・磁石・熱の実験』（工学社）を執筆しました。
• サクセス15 ２月号にて「浸透圧」に関する科学記事を執筆しました。
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