이번 시간엔 롤러코스터의 정석 '롤링엑스트레인'에 숨겨진 과학 원리를 알아보기로 해요. 꽈배기처럼 베베 꼬인 스크류 회전과 두 번의 360도 공중회전! 보기만 해도 아찔한데요. 여기서 질문! 360도 돌다가 거꾸로 매달려도 열차가 떨어지지 않는 건 왜일까요?
그 이유는 열차가 최고로 높이 올라갔을 때에도 '운동 에너지'가 남아 있기 때문이에요. 열차가 높은 곳에서 아래로 떨어질 때 위치 에너지가 운동 에너지로 바뀌며 빠르게 이동하는데요. 열차가 회전하기 위해 다시 원의 오르막을 올라가면 운동 에너지가 점차 줄어들면서 다시 위치 에너지로 저장됩니다. 그런데 처음 떨어질 때의 높이보다 공중회전의 높이를 낮게 설계해 운동 에너지가 '0'으로 떨어지지 않아요. 에너지 저장을 더 많이 해놓았기 때문에 열차가 떨어지지 않고 한 바퀴를 무사히 돌 수 있는 것입니다.
만약 열차가 회전하는 높이가 처음 열차가 내려가기 시작하는 지점의 높이와 같다면 어떻게 될까요? 열차는 아마도 회전을 다 하지 못하고 왔던 방향으로 후진하고 말 것입니다. 마치 공을 하늘로 높이 던졌을 때 점차 속도가 줄다가 운동 에너지가 '0'이 되었을 때, 즉 운동 에너지가 위치 에너지로 모두 바뀌었을 때 공이 멈추고 다시 땅으로 떨어지는 이치와 같지요.
퀴즈 풀고 에버랜드 가자!
Q. 에버랜드 롤링엑스트레인은 360도 회전하며 거꾸로 매달려도 떨어지지 않는데요. 처음 떨어질 때의 높이보다 공중회전의 높이를 낮게 설계해, 360도 원의 최고 높이로 올라가도 ‘이것’이 남아 있기 때문입니다. 운동하는 물체가 갖는 에너지를 뜻하는 ‘이것’은 무엇일까요?
※정답을 엽서에 적어 보내주세요. 10월 29일까지 도착한 엽서에 한해 2명을 추첨, 에버랜드 이용권 2장씩을 보내드립니다. 이름·학교·학년·주소·전화번호를 반드시 함께 적어 보내주세요. 당첨자는 다음 주 금요일에 발표합니다.
●보낼 곳: 서울 중구 세종대로 21길 30 조선일보 구관 3층 소년조선일보 ‘에버랜드와 함께하는 신나는 과학 이야기’ 담당자 앞(우편번호 100-756)
●문의: (02)724-7871
☞지난주 문제 정답: 강철
●당첨자: 이서윤(경기 광주 탄벌초 2학년) 이성준(서울 연가초 4학년)
제공: 에버랜드 카카오스토리
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