놀이동산에 회전목마의 과학적 원리는?

Question

아이들과 놀이동산을 와서 놀다보니 문득 회전목마를 보고 회전목마는 어떤 과학적 원리인지 아이에게 설명을 햐주고 싶은데 간략하게 설명 부탁 드립니다

Answer 1

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

회전목마는 전체 구조물의 중심축에 있는 기둥을 톱니바퀴의 토크를 이용해 돌리는 방식으로 작동합니다.

회전목마의 모터는 톱니바퀴를 회전시킵니다. 톱니바퀴는 중심축에 연결되어 있기 때문에, 중심축도 함께 회전하게 됩니다. 중심축이 회전하게 되면, 회전목마의 바퀴도 함께 회전하게 됩니다. 바퀴가 회전하게 되면, 바퀴에 매달린 마차도 함께 회전하게 됩니다.

마차가 회전하게 되면, 마차에 탄 사람은 원운동을 하게 됩니다. 원운동을 하는 사람은 원심력에 의해 바깥쪽으로 밀려나려는 힘을 받게 됩니다. 이 힘이 마차에 탄 사람을 공중에 띄우는 역할을 합니다. 따라서, 회전목마는 원심력과 톱니바퀴의 토크를 이용하여 작동하는 놀이기구라고 할 수 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.

회전목마에는 원심력과 구심력이 작용합니다. 회전목마를 돌리기 시작하면 밖으로 나가려고 하는 원심력과 안으로 들어오도록 하는 구심력이 상호 작용하게 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.

회전목마에도 과학적 원리가 있습니다. 회전목마는 회전운동의 법칙에 따라 동작합니다. 중심축 주위로 회전하면서 가속도를 가하고, 이로 인해 탑승자는 몸을 회전목마의 움직임에 맞게 움직이게 됩니다. 이런 원리로 회전목마가 동작하고 탑승자가 즐거움을 느낍니다.

Answer 4

안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.

회전목마가 회전하는 동안, 탑승자는 중심축 주위로 움직입니다. 이 때, 탑승자들은 원심 힘에 의해 바깥쪽으로 밀려나는 경향이 있습니다. 원심 힘은 회전 중인 물체에서 밖으로 향하는 가상의 힘으로, 탑승자들이 놀이기구에서 떨어지지 않도록 하는 역할을 합니다.

Answer 5

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.

회전 목마의 작동 원리는 중앙동력(모터하나가 전체에 연결됨) 시스템으로 작동하는 것이며 발판 밑에 장치한 기아의 회전으로 목마와 손잡이 기둥이 기아의 회전에 따라서 아래위로 움직이므로 그 운동 현상이 말을 탄 것처럼 승마감을 주는 것입니다.

과학적 원리로는 목마의 회전축(중앙의 굵은 기둥)이 되는 중앙 내부에 전동 모터를 장착(달아서)하여서 그것을 작동(운동)시키면, 여러 구조로 만들어진 기아가 연동(연결) 되어있어서 발판을 서서히 회전시키면 거기에 딸린 기아에 연결된 목마와 손잡이가 회전에 따라서 상 하 작용을 하는 것입니다.