던지면 다시 되돌아오는 부메랑의 원리를 알고싶어요

Question

던지면 멀리갔다가 다시 원위치로 돌아오는 부메랑은 어떤 원리에서 이렇게 원점으로 다시 돌아오는지 그원리에 대해서 알고싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 조사를 해본 결과 부메랑은 회전력의 원리와 공기 저항의 원리에 의해 움직입니다. 부메랑을 던지면, 부메랑은 회전력에 의해 일정한 속도와 각도로 회전을 시작합니다. 이 때, 부메랑의 날개는 공기 저항에 의해 위로 힘을 받게 되고, 그 결과, 부메랑은 공중에서 위아래로 움직이면서서 서서히 속도를 떨어뜨리게 됩니다. 이 때, 부메랑의 돌아오는 방향은 부메랑의 회전축과 선회면 사이의 각도에 의해 결정됩니다. 이러한 원리로 인해, 부메랑은 일정한 궤도를 그리며 원점으로 돌아오게 됩니다.

또한, 부메랑의 모양도 부메랑이 원점으로 돌아오는 데 중요한 역할을 합니다. 부메랑은 특별한 모양을 가지고 있어 공기 저항과 회전력을 최대한 활용할 수 있도록 설계되어 있습니다. 따라서, 부메랑은 자연스럽게 원점으로 돌아오게 됩니다. 참고하셔서 도움되셨길 바랍니다.

Answer 2

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.

부메랑의 윗면이 공기와 만나는 거리가 아랫면보다 더 길기 때문에 빠르게 움직이게 되는 것이고, 이것이 부메랑의 리프트를 생성합니다. 또한 부메랑이 앞으로 기울어지면서 하단 날개가 상단 날개보다 더 빠르게 움직이게 되고, 이로 인해 발생하는 리프트 차이와 토크에 의한 자이로프리세션 때문에 부메랑은 원을 그리며 돌아오게 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

부메랑이 리턴하는것은 기체에서 베르누이 원리 때문입니다. 여기서 말하는 베르누이 원리는 유속이 다른 두 유체가 있을 경우 빠른 속력을 가진 유체의 압력은 작고, 느린 속력의 유체는 압력이 큽니다. 부메랑을 자세히 보시면 비행기의 날개와 같이 한쪽면은 곡면을 그리고 있고 다른 면은 평평한것을 볼 수 있습니다. 이 상태에서 속력을 받게 되면 곡면 쪽 기체의 속력이 빨라져 압력이 낮아지고 평평한 쪽의 유속이 느려 압력이 높아집니다. 즉, 위로 힘을 받아(양력)을 받게 되어 부메랑이 뜰 수 있는 것입니다. 또한 부메랑의 날개의 모양이 휘어 있거나 날개가 여러개가 존재합니다. 이는 부메랑이 날아 가면서 이동 방향에 수직하게 힘을 받게 하기 위함입니다. 이동 방향에 대해 수직하게 힘을 받게 되면 물체는 구심력을 받게되는것이고 원운동을하게 됩니다. 그래서 부메랑이 항상 제자리로 돌아오는 것이죠.

Answer 4

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 부메랑이 회전하면서 공기에 부딪히는 순간, 공기 저항이 발생하여 부메랑의 앞쪽에 압력이 형성됩니다. 동시에 부메랑의 뒷쪽은 낮은 압력을 경험하게 됩니다. 이러한 압력 차이로 인해 부메랑은 회전축 주변을 따라서 회전하게 되는 "회전 운동"을 합니다.

회전 운동에 의해 발생하는 "회전력"은 부메랑을 일정한 경로로 유지하면서 다시 원점으로 돌아오는데 기여합니다. 회전운동은 공기 저항을 통해 발생하는 리프트 힘(Lift Force)으로 인해 유지됩니다. 리프트 힘은 회전운동의 방향과 반대 방향으로 작용하며, 이를 통해 부메랑은 공중에서 일정한 곡선을 그리면서 비슷한 경로로 돌아옵니다.