[재미있는 실험실] 비행기 날개의 `양력` 확인하기

비행기가 하늘을 나는 데는 엔진의 힘이 큰 역할을 한다. 그러나 엔진의 힘만으로 비행기가 날 수 있을까? 비행기가 안전하게 날 수 있는 것은 비행기의 형태 때문이다. 그 중에서도 날개에 숨겨진 비밀이 가장 크다. 비행기의 날개가 어떤 역할을 하는지 알아보자.

[준비물]
켄트지(검은색) 1/2장, 무명실 1m, 접착 테이프, 빨대 1개, 연필(혹은 송곳), 가위, 헤어 드라이어

[실험 방법]
1. 켄트지를 반으로 접는다. 이 때 완전히 겹쳐지지 않고 한쪽 면의 변의 길이가 1.5cm 정도 더 길게 되도록 한다. 확실히 접히도록 접은 부분을 1~2번 연필 등으로 밀어 준다.

2. 종이의 양 끝변이 일치되도록 테이프로 붙인다. 넓은 면이 자연스럽게 휘어진다.

3. 연필로 종이 양면에 구멍을 낸다. 구멍의 위치는 가운데에서 접힌 쪽으로 3cm 정도 가깝게(테이프 접착 부분에서 멀게) 한다.

4. 빨대를 7cm 길이로 잘라 구멍에 끼운 뒤 테이프로 단단히 붙인다.

5. 빨대에 실을 끼운 뒤 실의 위쪽은 창틀에, 아래쪽은 물체에 고정시킨다.

6. 헤어 드라이어로 접힌 부분 위쪽으로 바람을 보내면 날개가 위로 올라간다.

[실험 설명]
물건이 물에 뜨는 힘을 '부력'이라 하고, 공중에 뜨는 힘을 '양력'이라 한다. 비행기가 공중에 뜰 수 있는 것은 날개에 생긴 '양력' 때문이다. 양력은 날개의 위와 아래를 지나는 공기의 흐름에 따른 압력의 차이에 의해 생긴다. 날개는 등쪽이 둥글게 휘어져 있기 때문에 날개 위쪽은 공기 흐름이 빨라져 공기 압력이 떨어지고, 날개 아래쪽은 공기 압력이 상대적으로 높아지게 된다. 따라서 날개 아래쪽의 강한 공기 압력은 물체를 기압이 약한 위쪽으로 밀어 올려 비행기가 공중에 뜨게 된다. 즉, 날개 모양은 비행기가 떨어지려는 힘보다 비행기를 위로 들어 올리는 힘(양력)이 더 크게 작용하도록 설계된 것이다.