손을 놓으면 풍선이 찍 소리를 내며 줄을 따라 방 반대편까지 날아갑니다. 거의 모든 아이가 똑같이 외칩니다. "또 해요!"
풍선 로켓은 추진력에 대한 작은 실험입니다. 집에 있는 물건으로 10분이면 설치할 수 있습니다. 게다가 질문이 꼬리를 물고 이어집니다. 더 큰 풍선이 더 멀리 갈까? 줄이 비스듬하면? 그런데 풍선은 왜 움직일까?
준비물
- 3~5미터 길이의 줄: 털실, 정원용 끈, 낚싯줄 모두 괜찮습니다.
- 곧은 빨대 한 개.
- 풍선 몇 개(길쭉한 것이든 둥근 것이든).
- 테이프와 빨래집게 또는 클립.
- 의자 두 개, 또는 문손잡이 두 개, 또는 탁자 다리 두 개.
편하게 진행하기 위한 몇 가지입니다.
- 어린 아이라면 어른이 풍선을 불어 주거나 손 펌프를 씁니다.
- 풍선이 터지면 조각을 모두 함께 줍고 바로 치웁니다.
- 줄은 사람이 지나다니지 않는 곳에 걸어서 아무도 걸리지 않게 합니다.
길을 만들고 날리기
- 줄을 빨대에 꿰어 넣습니다.
- 줄의 양 끝을 각각 의자 등받이에 묶고, 줄이 팽팽해질 때까지 의자를 떼어 놓습니다.
- 풍선을 불되 입구는 묶지 않습니다. 빨래집게로 입구를 막거나 누군가가 꼭 쥐고 있게 합니다.
- 풍선을 테이프 두 조각으로 빨대에 붙입니다. 입구는 출발 쪽 의자를 향하게 합니다.
- 풍선을 출발 의자 쪽으로 밀어 놓고, 함께 카운트다운을 한 다음 손을 놓습니다.
풍선이 반대편 의자를 향해 날아갑니다. 풍선이 멈춘 곳에 슬리퍼나 테이프로 줄 바로 아래 바닥에 표시를 합니다.
풍선은 왜 움직일까?
풍선의 늘어난 고무는 고무줄처럼 안의 공기를 꾹 누릅니다. 입구가 열리면 눌려 있던 공기가 뒤로 힘차게 빠져나갑니다. 풍선은 공기를 뒤로 밀고, 공기는 풍선을 앞으로 밉니다. 이 미는 힘이 추진력입니다.
아이는 이것을 자기 몸으로 느낄 수 있습니다. 스케이트보드 위에서, 또는 양말을 신고 매끄러운 바닥 위에서 벽을 밀어 보세요. 벽을 한쪽으로 밀면 몸은 반대쪽으로 미끄러집니다.
줄과 빨대는 풍선이 곧게 나아가게 해 줍니다. 줄 없이 풍선을 날려 보면 알 수 있습니다. 방향을 잡아 주는 것이 없어서 온 방 안을 지그재그로 날아다닙니다. 또 빨대가 줄에 쓸리면서 풍선이 조금 느려집니다. 이것이 마찰입니다.
처음부터 모든 것을 설명할 필요는 없습니다. 먼저 "풍선이 왜 날아간다고 생각해?"라고 물어보고 들어 주세요. 조금 틀린 생각도 시험해 보기에 좋은 출발점입니다.
한 번에 한 가지만 바꾸기
날리기가 익숙해지면 놀이를 실험으로 바꿔 봅니다. 한 가지만 바꾸고 나머지는 모두 그대로 둡니다. 풍선을 더 크게 불면서 동시에 줄도 더 가파르게 하면, 무엇 때문에 달라졌는지 아무도 알 수 없습니다.
| 바꾸는 것 | 먼저 할 질문 |
|---|---|
| 큰 풍선 또는 작은 풍선(숨 쉰 횟수 세기) | 공기가 더 많으면 풍선이 더 멀리 갈까? |
| 수평 줄 또는 오르막 줄 | 오르막에서는 더 멀리 갈까, 덜 갈까? |
| 긴 빨대 또는 짧은 빨대 | 빨대가 줄에 더 많이 쓸리면 어떻게 될까? |
| 매끈한 줄 또는 보풀 있는 털실 | 거친 줄은 풍선에 어떤 영향을 줄까? |
"크다"와 "작다"를 매번 똑같이 맞추려면 숨 쉰 횟수를 셉니다. 예를 들어 작은 풍선은 다섯 번, 큰 풍선은 열 번입니다. 이렇게 세는 것도 재는 방법의 하나입니다.
발걸음으로 재기. 아이가 출발 의자에서 풍선이 멈춘 곳까지 발뒤꿈치를 다른 발 발끝에 붙이며 걷고 셉니다. 발 크기는 사람마다 다르니 언제나 같은 사람이 재게 하세요. 각 방법을 세 번씩 날립니다. 손을 놓는 것이 똑같은 적은 한 번도 없으니까요. 어느 가족의 표는 이런 모습일 수 있습니다.
| 방법 | 1번 | 2번 | 3번 |
|---|---|---|---|
| 작은 풍선, 수평 줄 | 7걸음 | 8걸음 | 7걸음 |
| 큰 풍선, 수평 줄 | 12걸음 | 11걸음 | 13걸음 |
| 큰 풍선, 오르막 줄 | 8걸음 | 9걸음 | 8걸음 |
집에서 나온 결과는 다를 수 있고, 바로 그 점이 이 실험을 재미있게 만듭니다.
결과를 함께 설명하기
숫자는 실험의 절반일 뿐입니다. 나머지 절반은 "왜"입니다.
- 예측하고 이유 말하기. 방법마다 시작하기 전에, 아이가 풍선이 멈출 것 같은 곳에 슬리퍼를 놓고 왜 그렇게 생각하는지 말합니다.
- 짐작과 비교하기. 풍선은 슬리퍼 앞에서 멈췄나요, 뒤에서 멈췄나요? 다음에는 어떻게 다르게 짐작할까요?
- 자기 말로 설명하기. "큰 풍선은 공기가 많아서 더 오래 밀어." "오르막에서는 풍선이 자기 몸도 끌어올려야 해."
- 불공정한 점 찾기. 어느 번에 이상한 일이 있었나요? 풍선이 꼬였거나, 줄이 처졌거나, 너무 일찍 놓았거나. 그렇다면 다시 해 봅니다.
| 대략의 나이 | 해 볼 것 |
|---|---|
| 6~7세 | 발걸음 세기. "더 멀리", "덜 멀리"라고 말하기. 슬리퍼로 예측하기 |
| 8~9세 | 세 번 달린 표 채우기. 숨 쉰 횟수를 세어 풍선 크기 맞추기. 가장 먼 번 찾기 |
| 10~12세 | 줄자로 재기. 세 번의 평균 구하기. 스스로 질문을 만들고 새 시험을 설계하기 |
나이는 대략의 기준일 뿐이고 아이마다 다릅니다.
Dologi의 논리 주제에 있는 "꽉 낀 톱니바퀴 풀기" 퍼즐은 한 가지 간단한 규칙으로 만들어졌습니다. 맞닿은 두 톱니바퀴는 서로 반대 방향으로 돈다는 규칙입니다. 아이는 이 규칙으로 어느 톱니바퀴가 전체를 막고 있는지 알아내는데, 이것은 한 물체가 다른 물체를 어떻게 움직이는지 생각하는 방법이기도 합니다.
정리하면
- 줄, 빨대, 풍선이면 집에서 추진력 실험을 할 수 있습니다.
- 풍선은 공기를 뒤로 밀고, 공기는 풍선을 앞으로 밉니다. 줄과 빨대가 풍선을 곧게 나아가게 합니다.
- 한 번에 한 가지만 바꾸고, 발걸음으로 재고, 각 방법을 세 번씩 날립니다.
- 먼저 예측하고, 결과와 비교하고, 아이가 왜 그런지 직접 설명하게 합니다.