풍선에 바늘을 넣어도 안터지는 과학적 원리는 뭔가요?

Question

어릴적 마술에서 잠깐 본 적이 있는데요. 풍선을 불어 긴 바늘을 찔러넣었는데 터지지 않아서 놀란적이 있거든요. 성인이 되어 그 비법?을 알았어요. 셀로판테이프를 붙여서 하면 안터진다고 하는데요. 이건 과학적으로 어떤 원리인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이만우 과학전문가입니다.

마치 타이어가 펑크 났을때 보험회사 연계된 자동차 정비사가 와서 1분만에 조치해주는 것과 유사하다고 볼 수 있습니다.

다만...그 원리가 반대라는 것...ㅎㅎ

타이어 펑크는 내부 압력이 높아서 펑크난 부위에 매개물을 집어넣어서 그 구멍으로 새어 나오면 점점 확대되어 오히려 입구에 있는 이 매개물이 팽창하여 구멍을 메우는 원리를 이용한 것이구요

풍선의 셀로판테이프는 바늘로 찌른 곳에 점탄성의 점착제가 바늘이 뚤린 자리를 비집고 들어가 채우면서 막히게 되는 것이죠

왜냐면? 풍선을 천천히 찌르면 고무 성질로 인해 다시 재자리로 돌아갈려는 성질때문에 바람이 서서히 빠지면서 그 구멍이 협소해지고..

그 구멍에 바늘이 압착되어 오히려 메꿈 현상이 생기게 되는 것입니다. ^^

Answer 2

안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.

한 마디로 말하자면 풍선은 탄력을 가지고 있기 때문이죠.

그냥 바늘로 찌른다면 원래 크기로 돌아가려는 성질과 풍선 속의 높은 기압 때문에 풍선 밖으로 이동하려는 공기의 힘이 작용해서 일시에 바늘구멍을 넓히며 터집니다.

그러나 테이프를 붙여놓은 자리에 구멍을 내면, 원래 크기로 돌아가려는 성질은 있지만 탄성을 테이프가 붙어서 막아 주어 구멍이 커지지 않으며 구멍을 바늘이 막고 있기 때문에 안 터지는 것입니다.

Answer 3

안녕하세요. 형성민 과학전문가입니다.

풍선에 테이프를 붙이면 풍선의 벽을 지탱하여 늘어나지 않게 하고, 바늘이 풍선 벽을 뚫을 때는 공기압이 일정하게 유지되도록 함으로써 풍선이 터지지 않고 바늘을 통과할 수 있게 됩니다.

Answer 4

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.

풍선을 바늘로 찌르면 터지는 이유는 풍선안에 갖혀있는 공기가 바늘이 만든 구멍으로 모두 쏠리면서 압력으로 찢겨져 나가는 것입니다.

하지만.. 풍선에 테이프를 붙이고... 그 위를 바늘로 찌르면.. 바람이 점점 빠질뿐 터지지는 않습니다.

이는 테이프가 풍선 표면을 붙잡고 있는 마찰력이.. 공기가 나가면서 만드는 압력을 버티기 때문입니다.

Answer 5

풍선을 찔러도 터지지 않는 이유는 셀로판테이프가 풍선의 표면을 감싸서 풍선 안의 공기가 새어나갈 수 없도록 차단하기 때문입니다.

풍선 안의 공기는 압력과 부피가 감소하지 않도록 유지됩니다. 그러나 바늘이 풍선 안으로 들어가면, 바늘이 지나가는 구멍이 풍선의 표면을 벗어나서 공기가 빠져나가기 시작합니다. 이로 인해 공기 분자들의 운동 에너지는 감소하게 되고, 압력과 부피도 함께 감소합니다. 이는 풍선이 터지는 원리입니다.

Answer 6

안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.

풍선을 바늘로 찔렀을 때 터지는 이유는 풍선의 재질인 고무의 탄성에 의해서 물체가 원래 형태로 돌아가는 성질 때문입니다.

하지만 바늘로 찌를 부위를 테이프로 붙일 경우 원래대로 돌아가지 못하게 막아주는 작용을 하기 때문에 풍선이 터지지 않습니다.

Answer 7

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

풍선에 바늘을 넣을경우 구멍난곳이 순간적으로 찢어지며 풍선이 터지는 겁니다 하지만 셀로판테이프가 풍선이 찢어지지 않게 잡고있어 터지지 않는겁니다

Answer 8

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 풍선이 터지는 것은 표면에 난 구멍이 풍선의 탄력에 의해 갑자기 넓어지기 때문입니다. 테이프는 바늘이 만든 구멍을 더 이상 넓어지지 않도록 잡아주며, 바늘은 구멍을 막는 역할을 합니다. 그래서 풍선에 셀로판테이프를 붙이면 바늘을 찔러도 안터지는 것입니다.

Answer 9

안녕하세요. 박병윤 과학전문가입니다.

풍선처럼 신축성이 있는 재질이 에어압에의해 부풀어 있다가 바늘에 의해 외부충격받으면 원래대로 돌아가려는 성질때문에

터지게 되지만, 이 신축성 재질을 셀로판 테이프 같은것으로 둘러치게되면 둘러친 부분은 터지지 않게 됩니다.

→ 해당 풍선재질부 잡아주는 효과

도움이 되셨나요.

감사합니다.