카드와 동전으로 하는 관성 실험
Coin-and-card inertia trick
컵 위에 덮은 카드를 손가락으로 튕기면, 카드 위 동전은 어디로 갈까요?
무슨 일이 일어났나
멈춰 있던 동전은 계속 멈춰 있으려 합니다 — NASA 가 설명하는 뉴턴 제1 법칙의 관성입니다.
카드를 천천히 밀면 마찰이 오래 걸려 동전이 카드와 함께 끌려가지만, 세게 튕기면 마찰이 걸리는 시간이 아주 짧아 동전의 옆 빠르기가 거의 바뀌지 않습니다.
받침이 사라진 동전은 중력만 받아 곧장 떨어집니다 — 시뮬레이터에서 10 cm 를 0.143 초(화면 143 ms) 만에 1.40 m/s 로 떨어지고, 질량을 바꿔도 같습니다.
카드 겉이 매끄러울수록 마찰이 작아 동전이 덜 끌려가므로, 코팅된 트럼프 카드가 잘 됩니다.
💡 생활 속 예시
- 블록 쌓기 놀이(젠가)에서 아래 블록을 손가락으로 «툭» 쳐서 빼면 위층이 그대로 남는 것도 관성입니다.
- TV 마술의 식탁보 빼기도 같은 원리지만, 그릇이 깨질 수 있어 집에서 따라 하지 않습니다.
🧪 해 보기
- 빈 플라스틱 컵이나 종이컵 위에 트럼프 카드(또는 두꺼운 종이)를 평평하게 덮습니다.
- 카드 가운데, 컵 입구 바로 위에 동전 하나를 올립니다.
- 카드 옆 모서리를 검지로 바닥과 나란히 빠르게 «툭» 튕깁니다.
- 동전이 컵 속으로 떨어지는지 보고, 이번에는 카드를 천천히 밀어 동전이 어떻게 되는지 견줍니다.
- ⚠️ 어린이는 어른과 함께 하고, 끝나면 동전을 바로 치워 어린 동생이 입에 넣지 않게 합니다.
- ⚠️ 유리컵 대신 플라스틱 컵이나 종이컵을 쓰면 넘어져도 깨지지 않습니다.
- ⚠️ 튕겨 나간 카드가 얼굴 쪽으로 가지 않게 사람이 없는 쪽으로 튕깁니다.
누가 왜 찾았나
뉴턴은 운동 법칙에서 «멈춘 물체는 계속 멈춰 있다» 는 것을 첫째로 두었고, NASA 는 운동 상태가 바뀌는 것을 버티는 이 성질을 관성이라고 설명합니다. 동전 · 카드 놀이는 그 관성을 부엌 식탁에서 바로 볼 수 있는 방법입니다.
확인된 값
교육과정에서는
- 한국 2022 · 통합과학1 · 시스템과 상호작용 [10통과1-03-04]
- 한국 2022 · 과학(중학교) · 힘의 작용
출처
이어서 보기
같은 단원 · 힘과 뉴턴 법칙
- 개념작용과 반작용 (뉴턴 운동 제3 법칙)
- 개념엘리베이터 속 몸무게 (겉보기 무게)
- 개념탄성력 (훅 법칙)
- 개념마찰력 (정지 마찰과 운동 마찰)
- 개념관성 (뉴턴 운동 제1 법칙)
- 개념알짜힘과 힘의 평형
- 개념힘과 가속도 (뉴턴 운동 제2 법칙)
- 개념무게와 질량
- 개념힘 (크기 · 방향 · 작용점)
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