풍선으로 하는 정전기 실험
Balloon static electricity
문지른 풍선을 가까이 대기만 하면 휴지로 만든 유령이 왜 벌떡 일어설까요?
무슨 일이 일어났나
풍선을 머리나 카펫에 빠르게 문지르면 겉에 전하가 쌓여 음전하와 양전하의 균형이 깨집니다(MagLab).
그 풍선을 휴지 유령 위에 대면 휴지 속 전하가 치우쳐 풍선 쪽에 반대 전하가 모이고, 다른 종류의 전하끼리 끌어당겨 유령이 일어섭니다.
시뮬레이터는 휴지를 반지름 1 cm · 0.05 g 의 금속 공으로, 풍선을 −0.1 µC 으로 본 단순 모형입니다 — 4 cm 까지는 들어 올리고 5 cm 부터는 못 들어 올립니다.
습한 날에는 같은 풍선이라도 유령이 덜 일어설 수 있으니, 맑고 건조한 날 다시 해 보며 견주어 봅니다.
💡 생활 속 예시
- 택배 상자에서 꺼낸 스티로폼 알갱이가 손이나 옷에 달라붙어 잘 떨어지지 않는 것도 같은 끌림입니다.
- 겨울에 털모자를 벗은 뒤 비닐봉지를 머리에 가까이 대면 머리카락이 봉지 쪽으로 따라 올라옵니다.
🧪 해 보기
- 어른과 함께 얇은 휴지 한 장에 사인펜으로 유령을 그리고 가위로 오립니다.
- 유령의 아래 끝을 셀로판테이프로 탁자에 붙입니다.
- 풍선을 불어 묶은 뒤 머리카락이나 카펫에 10 번쯤 빠르게 문지릅니다.
- 풍선을 유령 위 10 cm 쯤에서 천천히 내리며, 유령이 일어서기 시작하는 높이를 자로 잽니다.
- 풍선을 천천히 들어 올려 유령이 따라 일어서는지 보고, 시뮬레이터의 «거리 · 틈» 끌개로 «들어 올리나» 가 바뀌는 거리와 견주어 봅니다.
- ⚠️ 풍선을 불다 어지러우면 쉬었다 하고, 터진 풍선 조각은 어린 동생이 입에 넣지 않도록 바로 치웁니다.
- ⚠️ 가위는 어른이 곁에 있을 때만 쓰고, 문지른 풍선은 컴퓨터 · TV 같은 전자 기기 가까이 가져가지 않습니다.
누가 왜 찾았나
전해 오는 이야기로는 기원전 600 년 무렵 그리스의 탈레스가, 문지른 호박이 깃털처럼 가벼운 것을 끌어당긴다고 적었습니다. 휴지 유령이 일어서는 것도 같은 일입니다 — 문질러 전하를 띤 물체는 닿지 않은 가벼운 물체도 끌어당깁니다.
확인된 값
교육과정에서는
- 한국 2022 · 과학(중학교) · 전기와 자기 [9과14-01]
- 잉글랜드 · KS3 Physics: Static electricity
- 일본 · 中学校 第1分野 (3) 電流とその利用
출처
이어서 보기
같은 단원 · 정전기와 전기장
- 개념전기력 (쿨롱 법칙)
- 개념플러스 전기와 마이너스 전기 (전하)
- 개념전기력이 미치는 공간 (전기장과 전기력선)
- 개념전기의 높낮이 (전위와 등전위면)
- 개념가까이 대기만 해도 끌리는 까닭 (정전기 유도)
- 개념전기 차폐 (패러데이 상자)
- 개념문지르면 생기는 전기 (마찰 전기)
- 왜? 질문건조기에서 꺼낸 옷은 왜 서로 달라붙을까?
- 왜? 질문머리에 문지른 풍선은 왜 벽에 붙을까?
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