겨울이 다가오고 있습니다. 겨울 하면 눈이 생각나죠. 눈 위를 걸으면 느낄 수 있는 뽀득뽀득한 소리와 질감이 생각나네요. 오늘 실험은 겨울에 내리는 눈에서 출발해 볼까요? 눈 위를 걸으면 어떤가요? 쌓인 눈 가운데로 발이 푹푹 빠지죠? 하지만 스키를 신고 걸으면 발이 빠지지 않아요. 어떻게 그럴 수 있는지 생각해 본 적 있나요? 바로 힘의 분산 때문에 가능하답니다. 오늘 실험은 집에서 간단하게 힘의 분산에 대해 실험하며 경험해 볼 거예요!
1. 종이컵으로 경험하는 힘의 분산 실험 준비물
- 종이컵 많이
- 양장본 책 5-6권 정도
2. 종이컵으로 경험하는 힘의 분산 실험 과정
먼저 아이에게 질문을 해봅시다. 종이컵 위에 올라가면 어떻게 될까? 당연히 찌그러진다고 대답하겠죠? 아이의 말이 맞습니다. 종이컵은 힘 없이 무너져 찌그러지고 말 거예요. 하지만 종이컵 12개 위에 올라가면 어떨까? 찌그러질 거라고 대답하는 아이도 있고 대답을 못하고 생각하는 아이도 있을 것 같네요. 직접 실험해 봅시다. 종이컵을 4개씩 3줄로 배열해 12개를 열 맞춰 놓아주세요. 그리고 그 위에 책을 한 권 올려줍니다. 아이가 그 위에 올라가도록 해주세요. 무너지지 않았죠? 저희 집에서 아이들의 반응이 열렬했던 지점입니다. 어떻게 이럴 수 있냐고 정말 신기해했어요. 이번엔 올려둔 책 위에 똑같은 배열로 12개의 종이컵을 다시 놓아주세요. 또 그 위에 두 번째 책을 올려줍니다. 이번에도 아이가 올라가게 도와주세요. 좀 더 안정감 있게 아이의 무게를 견디고 있는 종이컵을 느낄 수 있을 겁니다. 그다음엔 그 위로 반복적으로 종이컵을 올려주세요. 종이컵 한 줄을 1층 높이라고 쳤을 때 4층 또는 5층 높이까지 쌓아주세요. 그 위에 다시 아이를 올려볼까요? 절대 무너지지 않죠? 이번엔 아이를 내리고 엄마나 아빠가 올라가 주세요. 어때요? 생각보다 안정감 있게 성인의 무게도 견디고 있는 종이컵을 경험할 수 있을 겁니다. 저희 집에서는 제가 올라갔었는데 아이는 당연히 무너질 거라고 생각했는지 엄마가 올라가도 무너지지 않는 종이컵을 보며 정말 정말 신기해했답니다. 이렇게 아이와 함께 종이컵으로 힘의 분산 실험을 할 때는 올라가고 내려오는 과정에서 아이의 안전에 유의하며 실험해야 한다는 점을 꼭 기억해 주세요! 그럼 즐거운 실험 시간 되셨기를 바랍니다.
3. 종이컵으로 경험하는 힘의 분산 실험의 과학적 원리
하나만 있을 땐 아주 약해 보이는 종이컵이지만 여러 개를 모아 무게를 분산시키면 엄청난 힘의 발휘하게 됩니다. 실험을 해보신 분들이라면 다들 공감하시겠죠? 이번 실험은 여럿이 모여 만들어내는 힘의 위력을 경험해 볼 수 있는 활동이었는데요. 이 실험에 숨어있는 과학적 원리는 힘의 분산입니다. 힘의 분산이란 하나의 힘이 여러 곳으로 나뉘는 것을 말합니다. 분산점이 많을수록 그 힘은 더 많이 나뉘게 되죠. 그래서 종이컵을 여러 개 쌓아 가해지는 힘을 분산시키면 종이컵이 그 자신보다 훨씬 무거운 무게를 버틸 수 있게 됩니다. 이번 실험에서는 힘의 분산이라는 과학적인 원리뿐 아니라 여럿이 모이면 하나의 힘보다 훨씬 크고 강한 힘을 발휘할 수 있게 된다는 세상의 이치도 배워볼 수 있을 것 같습니다. 힘의 분산은 종이컵이 아니더라도 휴지심이나 종이로 만든 원기둥으로도 경험해 볼 수 있습니다. 여건이 허락된다면 또 다른 재료를 사용해 힘의 분산을 경험해 보는 것도 좋을 것 같네요!
4. 종이컵을 이용한 다양한 놀이 활동 TIP
종이컵으로 힘의 분산 실험을 한 뒤, 집 안에 종이컵이 마구 굴러다니지 않나요? 저희 집은 힘의 분산 실험을 끝낸 뒤 나와있는 종이컵을 이용해 재미있는 놀이 활동을 진행했습니다. 종이컵을 바로 정리해 두기보다는 아이와 함께 종이컵으로 신나는 다른 활동을 해보는 것을 추천합니다! 저희 집에서 진행한 놀이 활동은 종이컵으로 성을 쌓는 것이었습니다. 가장 아랫줄에는 종이컵 10개를 일렬로 배열해 줍니다. 그 윗줄에는 9개를, 그 윗줄에는 8개를, 그 윗줄에도 반복적으로 종이컵을 하나씩 줄여가며 쌓아줍니다. 가장 윗줄에는 한 개의 종이컵이 남게 되면서 커다란 세모 모양의 성이 완성될 텐데요. 종이컵의 수량이 여유롭다면 더 높이 쌓는 것도 가능합니다. 그렇게 다 쌓은 종이컵 성은 발로 뻥 차거나, 공을 던져 쓰러뜨리는 등 스트레스를 해소하는 용도로 무너뜨렸답니다. 만약 종이컵이 100개 이상이라면 일렬로 쌓는 종이컵 성 말고 둥글게 쌓아 올려볼 수도 있습니다. 둥근 형태의 종이컵 성이 어느 정도 높게 쌓이면 성 안에는 아이가 들어가고 성 밖에서는 엄마나 아빠가 쌓는 것을 도와줍니다. 점점 높아지는 종이컵 성 안에 아이는 갇히게 되는데요. 성 안에 있던 아이가 종이컵 성을 박차고 나오며 종이컵 성을 무너뜨리는 놀이 활동도 정말 재미있으니 한번 시도해 보세요! 종이컵 성이 무너지는 순간은 동영상으로 남겨주신다면 좋은 추억이 될 수 있답니다.
종이컵을 이용해 경험해 본 힘의 분산 실험 어떠셨나요? 하나일 때는 보잘것없이 약하지만 여럿이 모이면 어마어마한 힘을 발휘하는 종이컵의 모습을 볼 수 있었는데요. 그 속에서 아이들이 과학적 원리와 개념뿐 아니라 '같이'의 교훈도 얻었기를 바랍니다.
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