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달라지는 공기의 힘
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준비물 |
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실험과 관찰 |
1. 30cm자를 20cm 정도가 테이블 위에 걸리도록 올려놓는다.
2. 장갑을 낀다.
3. 자 위에 A4정도의 종이 두 장을 올려놓고 자가 들리도록 힘껏 때려본다.
4. 자 위에 접지 않은 신문지를 최대한 바닥과 틈이 생기지 않게 올려놓고, 자가 들리도록 힘껏 때려본다.
5. 힘을 비교해 본다. |
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왜 그럴까요? |
개상이가 코달이를 쿠션 삼아서 누워 있는데 개상이가 누워 있을 때보다 앉아 있을 때 코달이가 더 힘들어하네요. 분명히 개상이 몸무게는 같을텐데 왜 그럴까요?
압력은 일정한 면적에 가해지는 힘이지요. 그러니까 같은 힘이 작용을 해도 넓은 면적에 작용할 때와 좁은 면적에 작용을 할 때 힘을 받는 쪽에서 느끼는 것이 다르지요.
그러면 넓이가 다른 두 종류의 종이가 있을 때 종이에 압력이 골고루 가해지고 있다면 종이가 받는 힘은 어떻게 다를까요?
당연히 면적이 넓은 종이를 큰 힘이 누르고 있겠지요. 힘= 압력×넓이 이니까요.
이제는 넓은 신문지로 자를 덮었을 때와 작은 종이로 자를 덮었을 때 자에 가해지는 힘이 어떨지 짐작이 가지요. 공기의 압력은 항상 같으니까 1이라고 하면 자를 덮고있는 종이의 넓이가 10 이면 종이 위에 가해지는 힘은 10이 되고, 넓이가 50이면 힘은 50이 되겠지요.
자를 덮고있는 종이 위에 가해지는 힘이 10에서 50으로 다섯 배가 커지면 종이가 덮여있는 자를 들기 위해서는 5배의 힘이 필요하지요.
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