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모형열기구 만들기 목록

조회 : 18053 | 2004-01-29

1. 실험 목적
비닐 봉지, 종이 봉지를 이용해서 모형 열기구를 만들고 그 원리를 알아보자



2. 실험준비물
가는 철사, 알코올, 라이터나 가스점화기, 솜, 드라이크리닝 비닐 봉지, 얇은 종이, 물걸레, 펜치, 매직, 스카치테이프, 풀, 낚시줄



3. 실험방법
① 비닐봉지에 바람이 새지 않도록 스카치테이프로 밀봉한다.
② 비닐봉지의 입구 부분에 가는 철사로 둥글게 테두리를 만든다.
③ 가는 철사를 비닐봉지 입구에 십자 모양이 되도록 연결한다.
(이 때 십자 모양의 철사를 늘어뜨려서 봉지 입구에서 10cm~20cm정도 아래에 위치하도록 한다.)
④ 십자 모양의 철사 중심에 솜을 달아서 철사로 단단하게 조인다.
⑤ 철사의 한쪽 끝에 낚시줄을 연결한다.
⑥ 솜을 알콜로 적신다.
⑦ 한 사람은 비닐의 위를 잡고, 두 손 높이 봉지를 든다.
⑧ 다른 한 사람은 솜에 불을 붙인다.
⑨ 비닐 봉지에 어느 정도 더운 공기가 차면 비닐봉지를 잡은 손을 살짝 놓아보자







4. 실험 속 과학원리
- 열기구가 떠오르는 이유는?

뜨거운 공기는 차가운 공기보다 가볍다. 공기는 열을 가하면 부피가 팽창하기 때문에 같은 부피의 공기라면 뜨거운 공기일수록 가볍다. 뜨거운 공기 입자는 활발하게 움직이기 때문에 차가운 공기보다 적은 양이 있어도 차가운 공기와 같은 압력을 유지할 수 있다.
열기구 속 공기는 주위에 있는 차갑고 밀도가 높은 공기보다 뜨겁고 밀도가 작기 때문에 상승한다. 열기구 속에 있는 공기는 아래 방향으로 중력을 받고 바깥의 찬 공기보다 가볍기 때문에 위쪽으로 부력을 받는다. 열기구 속에 뜨거운 공기가 가득 차서 부력이 중력보다 크게 되면 열기구는 떠오른다.





- 알짜 정보

1783년 프랑스의 몽골피에 형제는 비단으로 커다란 주머니를 만들고 볏짚에 불을 붙여 뜨거운 비단주머니를 하늘로 띄워 올리는 데 성공했다. 그들이 만든 비단 주머니 열기구는 자그마치 2000m 높이까지 날아올랐다고 한다. 처음에는 닭이나 말 등의 동물을 열기구에 태워 올려 보냈지만 이제는 사람이 열기구에 타서 누가 더 멀리 또는 더 높이 날아오르는가를 겨루는 경주까지 하기에 이르렀다.
열기구를 타고 하늘로 떠오를 때의 기분은 어떨까? 거대한 건축물과도 같은 열기구가 하늘로 떠오를 때 열기구에 탄 사람은 어떠한 움직임도 느낄 수 없다고 한다. 오히려 땅이 열기구에서 떠나가는 기분이 든다. 열기구에서는 멀미하는 사람도 없는데 열기구가 바람을 따라 움직이기 때문에 가속도를 느낄 수 없기 때문이다. 따라서 바람과 같은 속도록 이동하는 열기구를 타고 있으면 바람도 느낄 수 없고 따라서 열기구 바구니에 달려 있는 리본은 아래로 곧게 늘어져 있다.
열기구에 부착된 버너를 자주 가열하면 열기구는 위로 떠오르고 가열하는 횟수를 줄이면 열기구는 아래로 내려오게 된다.
2002년 7월에는 스티브 포셋이라는 미국의 한 부자가 열기구를 타고 세계 일주를 하는데 성공했다. 스티브 포셋이 탄 열기구는 자그마치 10층 높이 건물에 이르렀고 출발한지 13일만에 지구를 한바퀴 돌아 무사히 제자리로 돌아왔다. 열기구 여행 중에 태풍을 만나 죽을 고비도 여러 차례 넘기고 실패도 여러 번 거듭했지만 좌절하지 않고 마침내 세계 일주에 성공했다.







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