[재미있는 실험실] 프로펠러 배로 `작용 반작용` 원리를 배워보자

[준비물]
스티로폼, 전동기, 프로펠러, 1.5V 건전지, 건전지 끼우개, 집게 달린 전선, 양면 테이프
[실험 방법]
1. 스티로폼을 배 모양으로 자른다. 이 때 크기ㆍ모양은 자유롭게 한다.

2. 제일 큰 스티로폼 조각 위에 조금 작게 자른 스티로폼(4장 정도)을 양면 테이프를 이용해 겹쳐 붙인다.

3. 배의 앞머리에는 건전지를 끼운 전지 끼우개를, 뒤쪽 높은 부분에 전동기를 단다.

4. 전동기에 프로펠러를 달고, 집게 달린 전선으로 건전지와 전동기를 연결한다. 프로펠러가 물이나 스티로폼에 닿지 않도록 조심한다. 전선을 정리해 양면 테이프로 고정시키고, 프로펠러가 잘 돌아가는지 확인한다.

5. 완성된 배를 물이 담긴 수로에 띄워 반듯하게 나아가는지 살핀다. 이때 전동기의 위치를 조금씩 바꾸면서 중심을 맞춘다.

[원리]
배가 물 위를 달리는 힘은 어디서 나올까? 그것은 건전지에 저장돼 있는 전기 에너지가 전동기를 회전시키고 이것이 프로펠러를 돌려 생긴 것이다. 프로펠러는 뉴턴의 운동 법칙 중 '작용-반작용의 원리'를 이용해 배를 움직인다. 프로펠러는 날개 표면의 폭이 넓고 초승달 모양으로 휘어져 있어서 회전하면 공기를 배의 뒤쪽으로 밀어낸다. 이 때 뒤쪽으로 공기를 미는 것을 '작용'이라 하고, 밀어낸 힘과 같은 크기의 힘으로 배를 앞으로 나아가게 하는 것을 '반작용'이라 한다. 즉, 프로펠러가 공기를 뒤쪽으로 밀어내는 힘과 같은 크기의 힘이 배를 앞으로 나아가게 하는 것이다.