종이컵에 물이 든 상태에서 종이를 올려놓고 뒤집었을때 물이 새지 않는 원리는 무엇인가요?

Question

종이컵에 물이 든 상태에서 종이를 올려놓고 뒤집었을때 물이 새지 않는 원리는 무엇인가요? 아주 오래전 초등학교?중학교?과학시간에 했었던 실험인거 같은데 그 원리가 무엇이었을까요??

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

종이컵에 물이 든 상태에서 종이를 올려놓고 뒤집었을 때 물이 새지 않는 원리는 대기압의 원리입니다.

종이컵 안에 물이 들어가면, 컵 안쪽에는 공기가 존재합니다. 이 공기는 컵 안쪽과 바깥쪽의 대기압이 같기 때문에 상호작용하지 않습니다.

하지만, 종이를 컵 위로 덮어놓고 뒤집게 되면, 종이와 물 사이에는 질량과 부피가 다른 공기가 발생합니다. 이 때, 종이 위쪽의 공기는 더 이상 밖으로 나갈 수 없기 때문에 컵 안쪽의 공기와의 압력 차이가 발생합니다.

이 압력 차이로 인해, 컵 안쪽의 공기가 종이컵의 구멍을 통해 밖으로 나가게 되고, 이 공기가 나가면서 컵 안쪽의 압력이 낮아지게 됩니다. 따라서, 바깥쪽 대기압이 컵 안쪽의 압력보다 높아지게 되어, 물이 종이컵 구멍을 통해 밖으로 새지 않게 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 정준민 과학전문가입니다.

컵에 물을 넣은 상태에서 컵을 뒤집으면, 컵 안의 물 위에는 공기가 존재합니다. 공기는 상대적으로 낮은 압력을 가지고 있습니다. 따라서 컵을 뒤집으면 컵과 물 사이의 압력 차이로 인해 공기가 물을 밀어내려가게 됩니다. 이렇게 공기 압력이 물을 유지하는 역할을 합니다.

Answer 3

안녕하세요. 박형진 과학전문가입니다.

공기압력입니다.

물밖에 공기가 누르는 힘이 물의 무게보다 크기 떄문에 물을 못 나오게 막아주는 것입니다.

감사합니다.

Answer 4

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.

물을 뒤집어도 쏟아지지 않는 이유는 물의 표면장력 때문입니다

물이 뭉쳐잇으려는 성격때문에 쏟아지지 않는 것입니다

Answer 5

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

젖은 휴지가 컵의 테두리면의 물이 빠져나가는것을 막아주어, 컵내부의 물이 한번에 떨어지기위해서는 컵 내부의 진공을 이겨내야하지만, 그렇지못하여 매달려있게됩니다.

Answer 6

안녕하세요. 이만우 과학전문가입니다.

일전 어떤 분이 실제 실험을 하는 장면을 봤는데요..

결론적으로 이런 이유는...기압과 물의 표면장력 때문이라고 보시면 됩니다.

물컵에 반 정도 물을 채우고 그 위에 종이를 덮고 거꾸로 뒤집으면 컵의 아랫면(종이로 덮은면)은 공기(대기)에 노출된 대기압이라는게

작용하겠구요...그 종이 경계면 위(물컵 내부)로는 물과 절반의 공기압이 작용하겠죠..

결국, 물은 표면장력으로 인해 종이를 떨어지지 않게 하고..내부 절반의 공기와 물의 무게 = 외부 대기압+물의 표면장력이 같아지게 되어

종이는 이쪽도 저쪽도 아닌 평형을 이루게 되어 물이 쏟아지지 않게 되는 것입니다.

이해가 되셨는지요? ㅎㅎ