과학기술] "페트병-물만으로 시속 30km"

물과 공기와 페트병으로만 만든 ‘물로켓자동차’를 아시나요?

한국페트병물로켓협회(PCAKOREA)가 오는 어린이날에 용산가족공원에서 물로켓자동차대회를 개최한다. 이번 대회는 간단한 과학의 원리를 이용해서 즐기는 환경친화형 과학레저. 이날 선보일 물로켓자동차는 1.5ℓ들이 빈 페트병 8개, 1ℓ정도의 물과 공기만으로 움직이는 수제 자동차. 일단 출발하면 순간속도가 초당 20~30㎞이고, 평균 50~60m를 달릴 수 있다.

◆ 물로켓자동차의 원리 =기본적인 원리는 뉴턴의 ‘작용과 반작용의 법칙’. 압축공기로 분사되는 물의 작용과 이에 비례해서 앞으로 움직이는 페트병자동차의 반작용을 이용한 것이다. 우선 1.5ℓ 페트병에 물을 넣고, 펌프로 페트병 내 압력이 높아지도록 공기를 주입한다. 그리고 리모컨 발사장치로 압축됐던 공기를 순간적으로 빼내면, 압축공기가 빠지면서 강한 힘으로 물을 밀어내고 페트병자동차는 앞으로 달려나가게 된다. 이때 페트병자동차의 순간속도가 초당 20~30㎞에 이르는데, 물이 너무 많으면 무거워서 멀리 못가고, 공기가 너무 많으면 물 분사력이 떨어져 힘을 잃게 된다.

◆ 어떻게 만드나 =우선 콜라·사이다를 담는 두꺼운 페트병 8개가 필요하다. 페트병 3개로 자동차 형태의 연료탱크를 만들어 공기가 새지 않도록 자른 부분을 비닐테이프로 연결한다. 나머지 5개는 페트병자동차 바퀴모양으로 잘라서 만든다. 페트병자동차가 완성되면, 깨끗한 물을 1ℓ정도 넣고, 페트병 내 압력이 ㎠당 50㎏중 정도가 되도록 펌프로 공기를 넣는다. 마지막으로 공기압력 개폐를 조절하는 리모컨 발사장치(2만5000원대)를 부착하면 출발준비 끝.

◆ 과학레저로 활용 =지금까지 물로켓은 청소년 과학행사의 단골메뉴로 자리잡았다. 지난 97년 처음 국내에 소개된 후 현재 협회 회원만 3000여 명에 이르고, 각 문화센터에서 과학놀이로 인기리에 강습 중이다. 페트병물로켓협회 이원기 회장은 “물로켓에만 머무르지 않고, 물로켓 원리를 이용하면 얼마든지 새로운 과학놀이를 만들 수 있다는 것을 보여주기 위해 물로켓자동차를 만들게 됐다”고 말했다.

페트병물로켓협회는 내달까지 매주 일요일 여의도 둔치 야외무대 앞에서 물로켓자동차 제작·발사시범을 보일 예정이다. 문의 한국페트병물로켓협회 ☎(02)2601-3828

(차병학기자 : swany@chosun.com)

[과학기술] 뉴스 속 과학 / 황사현상

최근 봄의 전령사로 불리는 황사현상때문에 서울 도심의 시정거리가 1.8㎞에 불과했다. 기상청의 관악산 레이더관측 결과, 평소(0~10㎍/㎥)보다 17배가 넘는 177.2㎍/㎥의 먼지가 한반도를 엄습했다고 한다. 황사는 왜 발생하고, 어떤 피해를 입힐까.

황사는 아시아 대륙 중심부에 위치한 사막과 황토지대의 작은 모래나 먼지가 상층 바람을 타고 멀리 이동, 낙하하는 현상이다. 국내에 영향을 미치는 황사의 주요 발원지는 몽골, 중국 고비사막, 천산산맥과 알타이산맥의 동쪽. 이곳은 매우 건조하고 비가 거의 오지 않는 지역이다. 특히 3~4월은 겨우내 얼어있던 건조한 토양이 녹으면서 20㎛(100만분의 1 ) 이하의 모래 먼지가 많이 생기는 해빙기인데다, 저기압의 한랭전선 뒤에 세찬 북서풍 또는 서풍이 불기 때문에 황사현상의 최적기로 꼽힌다.

한번 발생한 황사는 무게로 따지면 수십~수백만 정도에 이른다. 황사는 최고 3000m 상공에서 기류를 타고 평균시속 50~80㎞로 한반도 쪽으로 이동해온다. 초기에 발생한 황사 중 절반은 발원지와 주변지역에 낙하하고, 나머지 50%가 한반도, 일본, 태평양으로 몰려온다.

연간 3~4번 찾아오는 황사가 올해의 경우 무려 6번씩이나 발생했다. 기상청 응용기상연구실은 “지난 겨울과 봄, 중국대륙의 강수량이 적었기 때문”이라고 설명했다. 즉 평소보다 황사발생지역의 토양이 더 메말라 있었다는 것.

황사는 봄에만 발생하는 것은 아니다. 지난해 1월 우리나라 기상청이 관측을 시작한 60년대 이래 처음 겨울황사가 발생했다.

황사는 어떤 피해를 입힐까. 우선 황사현상은 태양 빛을 차단하며, 농작물이나 활엽수가 숨쉬는 기공을 막는 등 농작물 성장을 막는다. 항공기 엔진에도 악영향을 끼치며, 전자장비 같은 정밀기계 생산에도 큰 피해를 준다. 또 사람의 호흡기관으로 깊숙이 침투해서 기관지염을 일으키거나, 눈에 붙어 결막염, 안구건조증 등의 질환을 유발하기도 한다.

하지만 염기성을 띠는 황사비는 주로 산성인 국내 토양을 중화시켜주는 긍정적인 역할을 하기도 한다. 또 해양 플랑크톤에게 무기염류를 제공, 생물학적 생산성을 증대시킨다.

( 차병학기자 )

국립중앙과학관, 과학기술관련 자료 인터넷으로 서비스 (2000/03/07)

집에 앉아서 국립중앙과학관에 전시된 각종 과학기술 자료를 감상할수

있게됐다.

국립중앙과학관은 자체 보유중인 70여만건의 자연사 표본과 2만3천건의

과학기술자료 중 대표적인 5만3천여건의 이미지와 자료를 데이터베이스로

구축해 인터넷(www.science.go.kr)으로 서비스를 하고있다고 7일 밝혔다.

이 사이트에서는 45년의 전통을 갖고있는 전국과학전람회의 최근

12년간 출품작과 전국학생과학발명품 경진대회 출품작 모두를 검색해

볼 수 있다.

또 과학에 관련된 궁금증을 풀어주는 "백문백답",세계 유명 과학관을

연결해 놓은 "과학관련링크",과학관에서 열리는 각종 행사와 프로그램

내용을 이메일로 받아볼 수 있는 "메일링 등록"등이 있다.

국립중앙과학관은 올해 중 재미있고 유익한 사이버 체험형 과학학습

자료를 개발해 동영상 중심의 원격지 강의도 서비스할 계획이다.

김태완 기자 twkim@ ked.co.kr

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"시속 350㎞ 한국형 고속전철 2002년 개발"

또한 차량의 무게를 가볍게 하기 위한 알루미늄 차체, 제동력 향상을 위한 와전류 제동 시스템, 승객의 이명 현상(압력의 갑작스런 변화로 귀가 멍해지는 현상)을 없애기 위한 실내 압력 조절 시스템 등 주요 핵심 기술을 독자 개발했다.