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[무엇이든지 물어보세요] 놀이기구의 과학적 원리 外

고민Q&A
촛불이 냄새를 없애나요

초가 타면서 음이온 등이 나오는 것도 있고 또한 담배가 탈때 나오는 미량의 그을음 등이 냄새를 유발시키는 물질들을 흡착하기 때문에 촛불이 타면 주변의 냄새를 없앤다.

냄새나는 방에 촛불을 켜놓으면 냄새가 제거되는데 그 이유는 다음 2가지라 생각된다.

1. 초가 탈 때 완전연소를 못하기 때문에 눈에 보이든 안보이든 그을음이 발생하게 된다.

이 그을음은 탄소(숯)의 작은 알갱이이다. 이것은 다공성물질이라 공기 중으로 확산되면서 냄새입자를 흡착을 하는 것이다.

(숯 1g이면 표면적으로 따지면 그 속에 일반 가정집을 몇 채는 지을 수가 있다) 따라서 냄새가 제거된다. 냉장고에 활성탄이나 숯덩어리을 넣어 두면 냄새가 제거되는 원리와 같다.

2. 초가 불타면서 산소도 소모가 되지만 공기 중에 섞여있는 냄새도 함께 연소되므로 냄새가 제거되는 효과가 있다.

참고로 요즘 아로마라는 말을 많이 쓰고 초에다 방향제를 첨가하여 판매도 하지만 이 향기는 근본적으로 냄새를 분해나 제거하지는 못한다. 단지 향기로서 냄새를 감춰줄 뿐이다.

기계공학
놀이기구의 과학적 원리
롤러코스터 (후렌치레볼루션)

후렌치 레볼루션은 110Kw의 전동 체인에 이끌려 레일의 정상에 오른 뒤, 체인과 연결된 고리가 풀리면서 동력 공급 없이 중력만으로 달리게 된다.

즉, 높은 곳에서 자전거를 타고 내려오면 페달을 밟지 않아도 되는 것과 같은 원리로 정상에서의 위치에너지가 내려올 때 운동에너지로 바뀌면서 달리게 되는 것이다.

후렌치 레볼루션의 속도와 에너지의 관계 - 속도는 에너지와 관계가 깊다. 에너지란 운동에너지와 위치에너지를 합한 것으로 후렌치 레볼루션은 체인에 의해 정상에 오르는 동안 위치에너지를 갖게 되고, 중력에 의해 내려올 때는 이 위치에너지가 운동에너지로 바뀌면서 속도가 생기게 된다.

이때 기차가 갖는 에너지는 운동에너지와 위치에너지를 합한 것으로 언제나 일정하다. 따라서, 위치에너지가 가장 큰 지점에서 속력이 가장 느리고, 위치에너지가 가장 작은 지점에서 속력은 가장 빠르다.

후렌치레볼루션의 가장빠른 속도는 시속 83km 정도이며, 가장 느릴 때는 시속 45km 정도이다.



거꾸로 매달려 달리는데 왜 떨어지지 않을까 - 그것은 바로 원심력 때문이다. 원심력은 회전운동을 하는 물체에 작용하는 힘으로 물체를 떨어뜨리려는 중력과 직각으로 작용한다.

따라서 중력과 원심력이 같게 되면 물체는 거꾸로 매달려도 떨어지지 않게 되는 것이다.

후렌치레볼루션은 원심력이 중력의 3배가 넘기 때문에 수직회전을 해도 전혀 떨어질 염려가 없다.

원심력이 3배나 크면 밖으로 튕겨나가지 않을까 - 후렌치레볼루션의 바퀴는 레일을 가운데 두고 위에 2개, 옆에 2개, 아래에 1개로 구성된 [ㄷ자]모양을 하고있다.

따라서 수직회전을 해도 후렌치레볼루션은 밖으로 튕겨나갈 염려가 전혀 없다.

후룸라이드

4명이나 탑승했는데도 뒤로 떨어지지 않고 올라갈 수 있는 이유는, 리프트 장치 때문이다.

이 리프트장치는 배를 끌어올릴 수 있는데, 그 원리는 바닥에 있다. 배의 바닥은 고무재질로 되어 있으며, 리프트 또한 고무로 되어있다.

따라서, 마찰력이 커진다. 그리고 올라갈 때 배의 밑바닥에 있는 4개의 바퀴가 배를 받쳐주기 때문에 굴러 떨어질 염려도 없다.

후룸라이드를 보다 스릴있게 즐기시려면, 맨 앞자리에 탑승하는 것이 좋다. 맨 앞자리가 뒷자리보다 물이 더 많이 튀길 뿐더러, 가장 공포를 느끼는 자리이기 때문이다.

놀이기구에서 내려올 때 다리가 들리는 느낌은 다리 아래쪽에 생긴 고기압이 그 이유이다.

멈출 때 땅으로 꺼지는 느낌은 탑승의자의 가속도가 그 이유이다. 탑승의자의 가속도(평균 17m/sec2)는 우리가 일반적으로 느끼는 중력가속도(9.8m/sec2) 보다 커 평소보다 중력을 크게 느끼기 때문이다.
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