연은 어떻게 하늘위로 잘 날수있는걸까요?
연날리기 참 재밌게 하고 있습니다. 근데 연이란게 그리 가벼운건 아닌데 중력을 거스르고 하늘을 잘 나르는데요.
이런 연날리기는 어떤 과학전 논리가 포함된 것인가요?
8개의 답변이 있어요!안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.
연이 바람에 나는 원리는 바람이 연의 윗면과 아랫면을 동시에 지날 때 베르누이의 정리에 따라 윗면을 흐르는 바람의 속도가 빨라져 윗면부분의 압력이 아랫면보다 떨어지기 때문에 생기는 양력(부력)으로 연이 위로 올라가는 것입니다. 연을 한번쯤 날려본 사람이면 연이 그리 쉽게 날아오르지 않는다는 것을 알 것입니다. 원리를 알고 날리면 보다 쉽게 연을 날릴 수 있는 것이지요. 이쯤에서 베르누이의 정리를 한번 살펴봅시다.
베르누이는 액체나 기체 같은 유체가 독특한 운동형태를 보인다는 것을 알아내고 이를 과학 기본 법칙으로 정리를 했습니다. 간단히 말하면 ‘단위 시간당, 단위 면적당 지나가는 유체의 양은 일정하다’와 ‘유체의 속력이 증가하면 압력은 감소한다’라는 내용인데 이를 판자가 물에 뜨는 원리로 설명할 수 있습니다. 흐르는 물에 직사각형의 판자를 띄우는 장면을 머릿속에 생각해 봅시다. 물 속에서 판자의 뒤쪽을 약간 올린 채 손을 놓으면 판자는 물위로 떠오릅니다. 판자의 윗면과 아랫면은 면적이 동일한 것은 말할 나위 없습니다. 그런데 판자의 뒤쪽이 비스듬하게 올라가 있으면 물이 판자 윗면을 지나는데 다소 어려움이 생깁니다. 일단 올라갔다가 미끄러져 내려와야 하기 때문이지요. 이 때 베르누이의 정리에 따라 동일한 양의 물(유체)이 같은 시간에 윗면과 아랫면을 지나려면 윗면을 흐르는 물의 속도가 빨라져야합니다. 또 속력이 빨라진 탓에 판자의 윗면에서는 압력이 줄어들기 때문에 아랫면과의 압력차에 의해 결국 판자가 떠오르는 것입니다.
연이 하늘위로 높이 뜨는 이유도 이와 같은 원리에 의한 것입니다. 연의 평평한 면을 바람이 부는 방향에 수직으로 세우면 연은 바람을 타고 뒤로 날아갑니다. 하지만 연이 연 실에 연결돼 있으므로 어느 순간 연 실이 팽팽해지고 연의 위쪽이 앞으로 살짝 기울어집니다. 이 때 마치 물 속의 판자가 떠오르는 것처럼 연의 윗면과 아랫면의 공기 속도 차에 의해 압력 차가 생김으로써 연이 떠오르게 되는 것입니다. 연이 떠오르려는 힘을 양력이라 하고 바람이 부는 방향에 따라 뒤로 진행하려는 힘을 향력이라 한답니다. 연 실을 풀면 향력에 의해 연이 뒤로 끌려가고 반대로 줄을 감으면 다시 양력이 생겨 위로 뜹니다. 이와 같이 얼레의 연 실을 감고 푸는 일을 기본으로 다양하게 연을 조종할 수 있는 것입니다.
연은 고체상태인데, 하늘 위로 날아갈 수 있는 이유는 바로 공기 저항이 거의 없기 때문입니다. 연의 밀도가 공기의 밀도보다 훨씬 높기 때문에 공기 저항이 매우 적고, 또한 연이 가벼워서 바람에 쉽게 날려보낼 수 있기 때문입니다. 따라서 연이 하늘 위로 잘 날아갈 수 있는 것입니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
연이 하늘 위로 잘 날 수 있는 이유는, 연이 가벼운 재료로 만들어져 있기 때문입니다. 대부분의 연은 공기 중에 떠다니는 작은 입자들에 의해 지지되며, 이러한 입자들은 대기 중의 다른 입자와 상호작용하면서 연을 고공으로 끌어올리게 됩니다.
또한, 연은 가열되는 과정에서 일어나는 기본적인 열역학 원리를 이용하여 높은 고도까지 올라갈 수 있습니다. 열이 발생하면 연 내부의 공기가 뜨거워져서 가벼워지고, 그 결과 연은 자연스럽게 상승하게 됩니다. 이러한 원리를 이용하여, 인공적으로 연을 만들어서 대기 중에서 날리는 것도 가능합니다.
안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.
첫 번째는 연의 가벼운 무게입니다. 연은 대부분 공기 중보다 가벼운 무게를 가지고 있어서, 바람이나 공기의 움직임에 쉽게 영향을 받아 이동할 수 있습니다.
두 번째는 연의 모양과 구조입니다. 연은 가벼운 무게와 함께 고도로 섬세한 구조를 가지고 있어 공기 저항이 적고 바람에 잘 날리기 때문입니다. 연은 일반적으로 두꺼운 중앙 부분과 얇고 가벼운 끝 부분으로 이루어져 있으며, 이러한 구조는 연이 공기 중에서 안정적으로 떠다니면서 바람에 쉽게 반응할 수 있게 만들어 줍니다.
안녕하세요. 과학전문가 Trailblazer 입니다.
양력과 항력, 중력 그리고 연줄에 의한 장력이 작용하여 연을 날릴 수 있도록 해줍니다.
그리고 연의 종류에 따라서 약간씩 다를 수 있지만 방패 연의 경우 가운데 구멍이 소용돌이가 발생하는 상황에서도
안정적으로 날 수 있도록 도와주는 역할을 합니다.
가오리 연의 경우에는 꼬리가 안정적으로 날 수 있는 역할을 해 줍니다.
참고사이트 : https://science.ytn.co.kr/program/view_hotclip.php?mcd=1039&key=201704141719379038
(YTN 사이언스 - 사각형의 방패연이 하늘에 떠 있는 과학적 원리는?)
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.연은 바람에 의해 날아가는 것입니다. 연의 모양과 크기, 그리고 끈의 길이와 강도 등이 연이 공중에 뜨고, 공중에서 비행하고, 쉽게 내려오지 않고 오랫동안 날아다니는 데 영향을 줍니다.
먼저, 연의 형태가 날아갈 때 중요합니다. 연은 공기압 차이에 의해 날아가는 것이므로 날개의 형태가 중요합니다. 넓고 평면적인 날개는 바람의 힘을 효과적으로 잡아냅니다. 또한 날개의 곡률과 각도도 중요합니다. 너무 평면적이면 바람을 잡아내기 어렵고, 너무 곡선적이면 바람을 제대로 유도하지 못합니다.
끈의 길이와 강도도 연의 비행에 중요한 역할을 합니다. 끈의 길이가 길수록 연은 더 높이 날아갈 수 있습니다. 그러나 너무 길면 연이 바람에 밀려 더 이상 상승하지 않을 수 있습니다. 끈의 강도는 연을 날리는 사람의 손의 힘을 얼마나 덜 받을지 결정합니다. 강한 바람에서는 끈이 너무 강하면 연을 제어하기 어렵습니다.
따라서, 연을 날리기 위해서는 적절한 크기와 형태, 그리고 끈의 길이와 강도를 선택하는 것이 중요합니다. 또한 바람의 힘과 방향을 적절하게 활용하여 연을 조종해야 합니다.
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.
연날리기는 베르누이의법칙이 적용됩니다.
연의 구조를 보면 윗면과 아랫면이 있는데 여기에 바람이 지나갈 때 윗면에 흐르는 바람의 속도가 빨라지면 압력이 감소하게 되는데 이 때 아랫면에 작용하는 압력보다 작기 때문에 연이 점점 하늘 위로 상승하게 됩니다. 그래서 연날리기를 할 때는 연의 윗면을 아랫면보다 앞으로 기울여서 날리고 양력과 항력을 적절히 이용하는 게 중요합니다.
여기서 양력은 연이 위로 떠오르는 힘이고 항력은 바람이 부는 방향에 따라 뒤로 진행하려고 하는 힘인데 우리가 실을 감으면 양력에 의해서 연은 위로 뜨고 실을 풀면 항력이 생겨서 진행하게 되니 거기에 맞춰서 조절하는게 중요합니다.
