물 수제비는 어떤 원리인지 궁금합니다.

Question

돌을 빠르게 회전 주어서 던지면 물 수면위에서 통통 튀는 물 수제비는 어떤 원리인가요?

수면과 돌의 표면이 일치하도록? 던지는데 돌이 통통 튀는 것에 신기합니다..

Answer 1

물수제비는 물의 표면 장력 때문에 물에 돌이 튈 수 있습니다.

표면 장력은 액체가 기체/고체에 접해있을 때, 그 경계면에 생기는 면적을 최소화하는 힘입니다.

물을 컵에 부었을 때, 컵을 꽉채워도 물이 조금 더 튀어나오는 이유가 표면장력 때문입니다.

납작한 돌을 던지면 돌의 앞머리가 물에 부딪히고, 물을 밀게 됩니다.

그러면 부딪치는 물의 양이 많아지면서 물의 분자 결합력이 높아집니다.

즉 표면장력이 돌을 튀게 합니다.

따라서 돌이 얇으면 (질량 대비)접촉하는 물의 양이 더 많기 때문에 더 잘됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

물에는 표면장력이라는 물 분자간 서로 끌어당기는 힘이 존재합니다. 전기력을 기반으로 한 힘이죠. 컵에 물을 가득 따르고 난 뒤 조금 씩 물을 따라도 물이 바로 쏟아지지 않는 이유입니다. 이런 표면장력에 의해 물수제비가 가능한것입니다. 비스듬히 날아가는 돌멩이 입장에서 물표면이 마치 땅바닥처럼 결합력 있기 때문에 돌멩이가 물표면에 부딪혀 다시 튀어오를 수 있는 이유입니다.

도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.

Answer 3

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

납작한 돌을 비스듬하게 던지면 물과 접촉하는 표면적이 넓어지고 충돌하는 부분을 보면 액체 분자가 고체분가보다 결합력이 강하게 작용합니다.

결과적으로 표면적이 넓어짐으로 인해 돌이 물속으로 파고들지 못하고 튕겨 오르는 것이죠.