SCIENCE 3D | 선풍기

무슨 일이 일어났나

선풍기 날개는 비스듬히 기운 면으로 공기를 앞으로 밀어 바람을 만듭니다. 날개가 공기를 앞으로 미는 만큼 공기도 날개를 뒤로 밀어(작용 반작용), 선풍기 몸통은 뒤로 밀리는 힘을 받습니다.

시뮬레이터는 날개가 공기를 미는 힘을 정하면 바람 빠르기를 셈합니다. 반지름 15 cm 날개가 490 mN(50 g 을 들어 올리는 힘)으로 밀면 날개 자리 바람은 1.68 m/s, 날개를 지나 멀리 나간 바람은 3.36 m/s 이고, 공기에 넣는 일률은 824 mW 입니다.

날개를 반지름 20 cm 로 키우면 같은 힘에 바람은 2.52 m/s 로 느려지지만 드는 일률이 618 mW 로 줄어, 큰 날개가 같은 힘을 더 적은 일률로 냅니다.

미국 에너지부는 선풍기가 방 공기를 돌려 피부에 «바람 냉각» 을 만들 뿐 방을 식히지는 않으니, 방을 나갈 때 끄라고 적습니다. 천장 선풍기를 함께 쓰면 냉방 설정 온도를 약 4 °F(약 2.2 °C) 올려도 편하다고 합니다.

📸 진짜 모습

NASA 에임스 연구 센터 풍동의 날개 20 장짜리 커다란 팬 — 전동기가 날개를 돌려 풍동 안에 바람을 일으킵니다.
출처: NASA/Ames/Dominic Hart · 퍼블릭 도메인 · NASA 그림 창고 원본 ↗

💡 생활 속 예시

여름밤 선풍기 바람을 쐬면 시원하지만 방 온도계 숫자는 거의 그대로입니다 — 선풍기는 사람을 식히지 방을 식히지 않습니다.
교실에서 에어컨과 천장 선풍기를 함께 켜면 냉방 온도를 조금 높게 맞춰도 비슷하게 시원합니다.

어떤 부품이 무엇을 하나

날개 — 비스듬히 기운 면으로 뒤쪽 공기를 앞으로 밀어 냅니다.
모터 — 전기로 날개 축을 돌립니다.
앞뒤 망 — 손가락이나 물건이 도는 날개에 닿지 않게 막습니다.
바람 세기 단추 — 모터 빠르기를 바꿔 날개가 미는 힘과 바람 빠르기를 고릅니다.

단추를 누르면 모터가 날개를 돌립니다.
기운 날개가 뒤쪽 공기를 앞으로 밀어 냅니다.
밀려난 공기가 바람이 되어 피부 둘레의 따뜻한 공기를 걷어 냅니다.
피부에서 열이 빨리 빠져 시원하게 느낍니다(바람 냉각) — 방의 온도는 거의 그대로입니다.

확인된 값

천장 선풍기를 쓰면 냉방 설정 온도를 약 4 도(미국 쪽 — 화씨, 약 2.2 °C) 올려도 편하다: 2.2 °C 출처
선풍기는 방 안 공기를 돌려 피부에 바람 냉각(wind chill)을 만든다: wind chill effect 출처
선풍기는 사람을 식히지 방을 식히지 않는다 — 방을 나갈 때 끈다: fans cool people, not rooms 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 과학(중학교) · 전기와 자기 [9과14-04]
잉글랜드 · KS3 Physics: Magnetism

출처

https://www.energy.gov/sites/prod/files/2014/06/f16/HomeCooling101.pdf(확인 2026-11-12)

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