겉보기엔 똑같은 두 달걀! 하지만 빙글빙글 돌려보면 그 차이가 확연히 드러납니다. 힘없이 비틀거리다 멈추는 날달걀과, 팽이처럼 빠르고 안정적으로 회전하는 삶은 달걀! 이 신기한 현상 뒤에는 관성의 법칙과 액체, 고체의 움직임이라는 과학 원리가 숨어 있답니다. 함께 그 비밀을 파헤쳐 볼까요?
움직임의 멈춤 버튼, 관성의 법칙
우리가 탄 버스가 갑자기 멈추면 몸이 앞으로 쏠리고, 반대로 출발하면 뒤로 젖혀지는 경험, 다들 있으시죠? 이처럼 모든 물체는 현재의 상태를 그대로 유지하려는 성질을 가지고 있어요. 멈춰있는 것은 계속 멈춰 있으려 하고, 움직이는 것은 계속 같은 속도와 방향으로 움직이려고 하죠. 이걸 바로 관성의 법칙이라고 부릅니다! 달걀을 돌릴 때도 마찬가지예요. 우리가 달걀에 회전하려는 힘을 주지만, 달걀 내부의 물질들은 이 회전 운동에 저항하며 가만히 있으려 한답니다.
날달걀 속 액체의 '따로 국밥' 운동
날달걀 속에는 찰랑찰랑 액체 상태인 노른자와 흰자가 들어있어요. 우리가 껍데기를 돌리기 시작하면, 껍데기는 바로 회전을 시작하지만, 안의 액체는 관성 때문에 즉시 함께 돌지 못하고 제자리에 머무르려고 합니다. 마치 물이 가득 담긴 컵을 갑자기 확 돌리면 물이 컵 벽에 부딪히며 출렁이는 것과 같은 원리예요.
껍데기가 회전하면서 액체를 억지로 끌고 가려고 하지만, 액체는 계속해서 저항하죠. 이 과정에서 껍데기와 액체 사이, 그리고 액체 내부에서도 끊임없이 마찰이 발생합니다. 이 마찰 때문에 우리가 준 회전 에너지는 열 에너지로 변해 사라져 버려요. 마치 열심히 페달을 밟아도 뻑뻑한 자전거는 잘 나가지 않는 것과 같죠. 결국 날달걀은 에너지를 금방 잃어버려서 느릿느릿 불안정하게 돌다가 픽, 하고 멈춰버린답니다. 게다가 액체가 춤추듯 움직이면서 달걀 전체의 무게 중심이 계속 변하기 때문에 비틀거리는 모습까지 보이죠.
삶은 달걀은 '원팀' 정신!
반면에 삶은 달걀은 뜨거운 물속에서 변신해 내부의 노른자와 흰자가 딱딱한 고체 상태로 변해있습니다. 우리가 삶은 달걀을 돌리면, 껍데기와 내부의 단단한 내용물이 마치 하나의 몸처럼 착! 붙어서 함께 회전합니다. 고체는 액체처럼 내부에서 따로 움직이지 않기 때문에, 껍데기와 내부 물질 사이의 마찰이 거의 일어나지 않아요. 회전 에너지가 마찰로 인해 낭비되는 양이 아주 적으니, 처음 우리가 준 에너지를 오랫동안 간직하면서 빠르고 안정적으로 회전할 수 있는 거죠! 마치 잘 닦인 스케이트날처럼 부드럽게 미끄러지는 것과 같아요. 게다가 무게 중심도 딱 고정되어 있어서 흔들림 없이 멋지게 회전한답니다. 슝-!
멈췄다 돌리기 실험!
이 재미있는 과학 원리를 직접 확인해 볼 수 있는 간단한 실험이 있어요.
날달걀과 삶은 달걀을 준비하세요. (꼭 구별할 수 있도록 표시해두세요!)
각각의 달걀을 바닥에 대고 힘껏 돌려보세요. 어떤 달걀이 더 잘 돌아가나요?
잘 돌아가는 달걀의 윗부분을 손가락으로 아주 잠깐 눌러 멈췄다가 바로 손을 떼 보세요. 어떤 일이 일어나나요?
날달걀은 멈췄다가 손을 떼면 신기하게도 아주 살짝 다시 움직이려고 할 거예요! 껍데기는 멈췄지만, 내부의 액체는 여전히 회전하던 관성이 남아있어서 껍데기를 다시 밀어내기 때문이죠. 마치 멈춘 배 안의 물이 계속 출렁이는 것과 같아요. 하지만 삶은 달걀은 손가락을 떼도 꿈쩍도 하지 않을 거예요. 껍데기와 내부가 완전히 하나가 되어 함께 멈췄기 때문이죠. 마치 톱니바퀴처럼 맞물려 움직이는 것과 같아요.
돌려보면 알 수 있다! 🥚
이제 달걀을 돌려보는 것만으로도 속이 액체인지 고체인지 쉽게 구별할 수 있겠죠? 단순한 놀이처럼 보이지만, 이 안에는 관성의 법칙이라는 아주 중요한 과학 원리가 숨어있다는 사실! 우리 주변의 다양한 현상 속에서 과학의 재미를 찾아보세요!
이해를 돕는 짧은 동영상도 준비했어요!
재밌고 쉬운 과학, 영상으로 함께 확인해보세요! 🎥
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