페트병속의 작은 도깨비가 명령에 따라 떠올랐다,가라앉았다 한다면 아이들은 매우 신기해 할 것이다.수압의 변화에 따라 부력이 달라지는 원리를 이용하여 물도깨비를 만들어 보자.
▽준비물〓페트병(뚜껑 포함), 작은 플라스틱 안약병, 가는 철사 10㎝, 작은 크기의 너트 4∼6개, 물컵유성 매직 또는 싸인펜.
▽만들기〓안약병의 주둥이 끝부분을 열어서 빼버리고 조그만 물구멍이 보이게 한다. 주둥이의 끝부분을 가는 철사로 꿰어 목거리를 만든다. 너트를 4개정도 꿰어 목걸이 철사를 묶고, 안약병의 표면에는 유성 매직이나 싸인펜으로 도깨비 얼굴등 재미있는 그림을 그린다.(주둥이가 아래쪽)
맥주컵처럼 속이 깊은 유리컵에 물을 채우고 완성한 도깨비를 넣어본다. 도깨비의 머리 끝 부분(안약병의 바닥부분)이 수면에 일치하도록 너트의 수를 조절한다. 안약병을 살짝 눌러 물이 조금씩 들어가도록 하여 세밀한 조절을 한다. 안약병에 물이 들어간 높이를 살짝 표시한다. 페트병에 물을 가득 채우고 도깨비의 꼬리 부분부터 집어 넣으면서 도깨비를 조금씩 눌러 아까 표시했던 부분까지 물이 차게 한 후 페트병 속에 넣는다. 페트병에 물이 가득 차게 한 다음 뚜껑을 닫아 꼭 잠그면 완성.
▽시범 보이기〓병속의 도깨비가 보이는지 묻는다. 도깨비를 저절로 가라앉게 하겠다고 말한다. ‘가라앉아라, 가라앉아라!’주문을 외면서 페트병 몸통을 가볍게 누른다. ‘떠올라라, 떠올라라!’하면서 눌렀던 몸통을 천천히 놓는다. 누르는힘을조절하여도깨비가페트병 중간높이에떠있도록조절해본다.
▽원리〓부력의 크기는 물체의 부피와 같은 부피의 물의 무게에 해당한다(아르키메데스의 원리). 만일 그 물체의 무게가 같은 부피의 물의 무게, 즉 부력보다 크다면 가라앉게된다.반대로부력이물체의무게보다크다면뜨게되는 것.
▽주의점〓페트병의 주둥이가 좁아서 한 번 도깨비를 넣으면 다시 뺄 수 없기 때문에 도깨비 속의 물의 양을 정확히 맞춘 뒤 넣는다. 도깨비의 가장 윗부분이 수면에 일치하게 해야 살짝 눌러도 잘 가라앉는다. 안약병이 큰 것 밖에 없으면 페트병의 주둥이 부분을 넓게(손바닥 보다는 작게) 잘라낸 뒤 도깨비를 넣고 페트병 위부분을 손바닥으로 눌러도 된다.
노형재교사(중동고)