어린이과학동아&수학동아 기사

저는 지난 4월 19일에 대전교육과학연구원에서 열린 ‘2018 꿈돌이 사이언스 페스티벌’에 부스 운영 팀으로 참여했습니다.

일단 식순은 오전 10시부터 10시 20분까지는 개막식이, 10시 20분부터 10시 30분까지는 축하행사가 열렸고, 오전 10시 30분부터는 주제탐구 경연마당, 즉 모든 부스의 운영이 시작되었습니다. 저는 운 좋게도 우리 학교로 선발되어서 대전관평초등학교의 부스를 운영하는 책임을 맡게 되었습니다.

우리 부스는, ‘영미~ 탄성력과 마찰력으로 고무줄 컬링도 부탁해!’ 라는 주제로 컬링과 관련된 과학적 개념을 설명하고 체험하도록 하는 내용으로 운영되었습니다. 부스마다 각자 운영 방식이 달랐는데, 저희 부스의 운영 방식은 이러하였습니다. 한 회차에 8명씩 받고, 예약은 바로 다음 회차 예약만 받았습니다. 예를 들어, 부스가 1회차 운영 중이라면, 2회차 예약만 받는 식이지요. 저희 학교에서 저를 포함한 4명이 선발되어 부스를 운영했고, 담당 선생님께서는 저희를 도와주시거나 예약을 받으셨습니다.

미리 준비물을 세팅해두었는데, 준비물은 미리 반으로 잘라둔 우드락, 양면테이프, 고무줄(미리 잘라서 양쪽에 고리가 있도록 묶어 두었어요), 글루건심 2개(미리 잘라두었어요), 점화기, 자, 가위, 풀, 시트지, 네임펜, 빨간색 색종이와 파란색 색종이(미리 크기에 맞게 잘라두었어요), 색종이를 대고 그릴 틀, 너트 네 개, 빨강 원과 파랑 원 스티커, 수수깡이었습니다. 세팅이 끝나면 4명이 서서 한 사람씩 과학적 원리를 설명해주었습니다. 저는 이러한 고무줄 컬링을 해보게 된 동기, 다른 친구들은 각각 한 가지씩 과학적 원리를 설명하였지요. 그런 다음 한 사람당 두 명씩 맡아서 고무줄 컬링 만들기를 시작합니다.

고무줄 컬링에 담겨진 과학적 원리는 탄성력, 마찰력, 운동량 보존의 법칙입니다. 먼저, 탄성력은 외부의 힘에 의해 모양이 변했다가, 힘이 사라지면 다시 본래의 모양으로 돌아오려고 할 때 작용하는 힘입니다. 고무줄 컬링을 할 때, 고무줄을 잡아당겼다가 놓으면 원래대로 돌아가는데, 이때 탄성력이 작용하지요. 다음은 마찰력입니다. 마찰력은 물체가 어떤 면과 접촉하여 운동할 때 그 물체의 운동을 방해하는 힘으로, 컬링 스톤과 컬링판 사이에서 작용합니다. 고무줄 컬링을 할 때, 컬링 스톤의 표면을 사포 등 거친 것으로 문지르면 마찰력이 커져 더 조금 나아가게 되고, 컬링판에 시트지처럼 미끄러운 것을 붙이면 마찰력이 작아져 더 많이 나아가게 됩니다. 마지막으로, 작용 반작용의 법칙이 있습니다. 어떤 물체에 힘이 작용할 때에는 항상 두 물체가 관련되어 한 쌍의 힘으로 나타나게 됩니다. 그 중 하나의 힘은 작용, 다른 하나의 힘은 반작용입니다. 고무줄 컬링에서, 컬링 스톤이 다른 컬링 스톤에 닿으면 두 물체는 서로를 밀게 되고, 그 힘에 의해 서로 밀리면서 각자의 자리를 잡게 됩니다.

고무줄 컬링을 만드는 방법은 다음과 같습니다. 첫 번째, 빨간색 색종이를 반으로 접고, 한 번 더 반으로 접습니다. 그러면 정사각형이 되는데, 파란색 색종이도 똑같이 해줍니다. 두 번째, 미리 준비해둔 틀을 빨간색 색종이와 파란색 색종이에 대고 모양을 그려요. 세 번째, 그린 모양대로 잘라줍니다. 그리고 접힌 선을 펴면 빨간 고리 하나, 좀 더 작은 파란 고리 하나가 완성되지요. 네 번째, 완성된 링 두 개를 우드락의 위쪽, 그리고 가로 부분을 반으로 나눈 지점에 풀로 붙여줍니다. 다섯 번째, 자로 링을 가로로 반으로 나누는 선을 긋고, 세로로는 밑에 약간의 공간을 남겨준 뒤에 그어줍니다. 그리고 남겨둔 공간에 가로로 선을 그어줘요. 여섯 번째, 수수깡을 양면테이프로 붙이는데 두 개는 그대로 우드락의 양 끝에 붙이고, 위쪽에는 조금 잘라낸 뒤에 붙입니다. 수수깡은 스톤이 밖으로 나가지 않게 벽 역할을 합니다. 일곱 번째, 가장 중요한 작업입니다. 시트지를 약간만 뜯어 윗부분이 우드락의 윗부분에 맞도록 붙이고 자로 밀어주면서 시트지를 다 붙이는 작업이지요. 시트지를 잘못 붙여 떼어내려고 하면 색종이가 다 찢어져 버리기 때문에 뗄 수가 없습니다. 시트지를 잘못 붙여서 컬링판을 약간 망친 분들도 계셨어요. 시트지를 붙이고 나면 양쪽에 남는 부분이 있는데 그 부분은 뒤로 접어줍니다. 여덟 번째, 남겨둔 공간의 앞부분에 두 개의 글루건심을 붙여줍니다. 점화기로 글루건심을 녹여 붙이는데, 바람이 불어 불이 잘 붙지 않는 바람에 부스 운영할 때 조금 힘들기도 하였습니다. 아홉 번째, 글루건심이 어느 정도 고정이 되면 고무줄의 고리를 걸어줍니다. 마지막으로, 너트 두 개에는 빨강 스티커를, 다른 두 개에는 파랑 스티커를 붙여줍니다. 이렇게 스티커를 붙인 너트는 컬링 스톤이 되지요.

이렇게 고무줄 컬링을 완성하면 재미있는 컬링 경기를 해볼 수 있답니다. 고무줄과 함께 컬링 스톤을 잡아당겼다가 놓으면 컬링 스톤이 앞으로 나아가게 되어 컬링 경기를 할 수 있지요. 체험을 하고 난 분들은 ‘재미있었다’, ‘컬링 스톤이 실제로 앞으로 나가는 게 신기했다’, ‘영미!영미!영미!’ 등의 다양한 소감을 남겨주셨습니다. 오전 10시부터 오후 5시까지 서서 설명을 하고, 잠시 쉴 틈도 없이 체험을 돕고, 남은 쓰레기를 정리한 뒤 바로 다음 회차 체험을 진행해나가다 보니 육체적으로 많이 힘들기는 했습니다. 또 우리 부스 체험을 진행하느라 다른 부스의 체험을 전혀 해보지 못해서 정말 아쉬웠습니다. 그래도 실제로 우리가 부스를 운영해보고, 전에는 잘 모르던 컬링 속 과학 원리에 대해 알게 된 점은 매우 유익했던 것 같습니다. 그리고 체험을 하고 난 분들이 재미있었다는 소감들을 많이 남겨 주셔서 보람있고, 감사하기도 하였습니다. 무엇보다도 이번에 크게 깨달은 점은, 제가 지금까지 이런저런 행사들에 많이 참여했었는데, 전에는 이런 과학 페스티벌에 참여해 부스 체험을 해볼 때 이렇게 많은 노력과 준비가 사전에 필요하다는 것을 미처 알지 못하였다는 점입니다. 앞으로는 관림이나 전시, 부스 체험 등을 할 때 준비하느라 애쓰셨을 운영자 분들의 많은 노력을 먼저 생각해보게 될 것 같습니다.