물수제비가 되는 원리(이유)가 뭔가요?
물이 있는 곳으로 계곡이나 바닷가 해수욕장 같은 곳에
물놀이를 가면 하는 물수제비를 하다가
갑자기 든 생각인데 어떻게 돌이 물위를 튕기면서
앞으로 가나요? 왜 돌이 물 위를 튕기는 지 그 이유가 알고 싶어요
물의 수면에는 표면장력이 있구요 모든 액체는 그렇습니다 모든 물체는 무게가 있는데요 물보다 질량이 낮으면 불가능 합니다만 그러나 물보다 질량이 낮더라도 속도가 추가되면 가능하게 됩니다 어떤물체든 물에 부디치면 반발력에의한 탄성이 생기는데요 면적이 넓을수록 작용하는 힘이 커지는데요 그작용 의 힘이 소멸되는 과정이 물수제비가가능 하게 됩니다
- 물수제비의 기본원리는, 평평한 모양의 돌 아랫부분에 부딪히는 물의 무게가 돌의 무게보다 더 무거울 때, 돌이 위로 튕기는 현상이 되겠습니다. 물의 '표면장력'때문에 돌과 맞닿는 부분의 물의 무게가 돌의 무게보다 더 무거워지게 됩니다.
- 4가지 정도의 물수제비 원리를 살펴보면 다음과 같습니다.
1. 돌의 속도가 빠를수록 물에 부딪히는 횟수가 증가
2. 한 번 이상 물에서 튀게 하려면 돌의 속도는 최소한 시속 1km 이상이어야 함
3. 돌을 수평 방향으로 회전을 걸어주면 돌이 한쪽 방향으로 쏠리면서 물에 부딪히는 횟수가 증가 됨
-> 그 이유는 돌이 회전하면서 돌의 측면에서 공기가 돌과 같이 회전하는 베르누이의 원리가 적용되게 되기 때문, 이를 '마그누스 효과'라고도 함
4. 평평한 돌과 수면이 이루는 각도가 20도가 될 때, 가장 물수제비가 잘 됨, 만약 그 각도가 45도가 되면 그대로 물에 처박히게 됨
- 최근, 비행기를 연구하는 과학자들은 지구 대기의 성층권과 대류권 사이를 마치 물수제비가 공기층과 수면층을 날아가듯 비행할 수 있는 초고속 비행기를 개발하고 있다고 합니다.
- 항공기가 대류권 위를 통통 튀며 날아가는 것이죠.
