[내일은 실험왕2]에어로켓 날려보자

내일은 실험왕 2 - 힘의 대결 ㅣ 내일은 실험왕 2
곰돌이 co. 지음, 홍종현 그림, 박완규.(주)사이언피아 감수 / 미래엔아이세움 / 2007년 1월

에어로켓- 엄마는 공짜를 좋아하지만, 아이에게 꼭 필요한 물품이면 더 좋아할 만한 것이 아닌가 한다. 이 책을 구입하면 따라오는 에어로켓. 아이가 이미 예전에 만들어봤고, 실험해보며 즐거워 했기에 아이들과 다시 한 번 만들어보기로 했으나, 덕분에 엄청난 하루를 보내야 했다.

외출했던 나는 서점을 들려 전철을 타고 오며, 아이들에게 운동장에서 만나자고 약속했다. 에어로켓을 운동장에서 즉석으로 만든 후 실험해볼 요량이었다. 전철에서 내릴 때까지 그렇게 심하게 바람이 많이 불줄 몰랐기에... 지독한 방향치인 나는 전철역을 확인하지 않고 비슷해 보여 실수로 한 정거장 앞에서 내려 20여분을 헤매며 시간을 보냈다. '아이들이 그 추운 바람을 맞으며 운동장에서 얼마나 떨까?' 아주 미칠 듯이 걱정하며 운동장을 갔다. 웬걸 둘이서 가져오라는 페트병을 가지고 열심히 공을 차듯 놀고 있었다.

"로켓의 발사 원리를 아니? 로켓은 어떤 힘으로 날아갈까?"
"연료를 태워서 나가요"
"맞았어. 그 연료를 무엇이라고 하지? 아는 사람?"
"가스요."
"우리가 아는 방자로 시작되는 혹시 그 가스?"

아이들은 나의 농담에 낄낄거렸다. 그 이후 추진제라는 화합물을 연료로 한다는 것을 설명해 주었다. 그리고 이것은 바로 뉴턴의 '작용 반작용의 법칙'을 이용한 것이라는 말에 뉴턴의 3법칙인 관성의 법칙, 가속도의 법칙, 작용 반작용의 법칙에 대한 이야기를 둘이서 앞다투듯 이야기를 했다. 벽에 손을 부딪히면 아픈 것이 벽에 부딪힌만큼 벽도 손바닥에 힘을 가했기 때문에 아픈 것. 아이들은 그 후 상자 속에서 에어로켓 부속품을 꺼내 거센 바람속에 조립을 하기 시작했다.

아주 심한 바람을 맞으며 조립한 후 날려본 오늘 하루 덕분에 로켓의 원리에 대한 이야기를 나눈 것이 아이들 뇌리에 아주 아주 오래 남아 있지 않을까라는 생각이 들었다.

이 책을 다 읽고 난 아이는 마찰력을 이용한 미끄러지지 않는 실내화의 아이디어를 아주 흥미로워했다. 마찰력, 중력, 탄성력, 진자운동, 원심력, 구심력, 위치 에너지와 운동 에너지, 관성의 법칙까지 골고루 과학의 원리에 대해 아주 쉽게 이해할 수 있도록 설명되어 있는 책. 과학을 시작하는 아이들, 이미 과학을 열심히 잘하고 있는 아이들에게 꼭 필요한 책이라고 생각한다.

최상철 실험왕 독후감 http://blog.aladin.co.kr/781058144/1061796

실험-무동력 자동차 만들기 대회

빌 아저씨의 과학교실 ㅣ 사이언스 일공일삼 13
빌 나이 지음, 윤소영 옮김 / 비룡소 / 2000년 12월

[무동력 자동차 경진대회]   

2006/11/12 mom- 많이 쌀쌀해진 날씨에도 불구하고, 많은 초.중생들이 이번 경진대회에 참가하기 위해 속속들이 모여 들었다.  상철이는 아침에 몇 마디의 나의 잔소리 덕분에 처음 참가 해보는 경진대회가 전혀 떨리지 않는다고 하였다.  외려 잔소리 했던 것이 더 나았던 것인지?  좀 기다리고 있으니, 가영이와 가영이 엄마가 도착하였다.  다른 아이들도 자신의 준비물을 하나둘 꺼냈고,  대회가 거의 끝나 완성품을 바라보니  별 생각과 준비없이 이번 대회에 아이를 참석하게 한 것이 좀 아쉬웠다.

 

 

늘 대회나 시험을 보러 와서, 아이와 함께 참 여러가지를 많이 알게 되어 늘 유익하다는 생각이 들었다.  무동력 자동차가 무엇인지도 잘 모르고 있었는데, 이번 대회를 통해 아이의 지식도 하나 늘었고, 폐품을 활용하여 좀 더 어릴 적부터 꾸준히 이 것 저 것 만들어 보는 것이 발명의 원동력이 아닌가 라는 생각도 들었기 때문이다.  단지 자동차를 만든다는 즐거움에 아이는 그 시간을 충분히 즐긴 듯 하지만, 물론 자신의 생각만큼 자동차가 멀리 가지 못해 그 때는 아이의 얼굴색이 상당히 나빴다.                                        

"넌 최선을 다했으면 된거야. 그리고 네가 생각한 디자인에 만족한다면 더욱 좋은 거고...  내년에 다시 도전해봐.  넌 이제 5학년이 될테니 또 기회가 있어 얼마나 좋니?"  

나의 이 말에 아이는 밝은 미소를 보여줬다. 다시 즐거운 하루가 되어 버린 모양이었다.  이렇듯 아이와 나는 첫 대회에서 많은 걸 얻었고,  정말 멋진 디자인으로 잘 만들고, 35~40m를 간 성능까지 우수했던 자동차들이 상을 받게 될 것으로 결과는 나중에 나온다.   오늘 각자 최선을 다해 멋지게 무동력 자동차 만들기 경진대회에 임했던 모든 아이들에게 박수를 보낸다.

무동력 자동차가 경사면 위에서 얼마나 달리는지 따라 점수를 받게 된다.

  

자동차 모양의 창의 디자인 점수는 상위 순서에 따라 20점, 15점, 10점, 5점의 점수로 받게 된다. 

디자인이 가장 우수하다고 나름 생각되는 4개의 무동력 자동차들.  거리에 따른 점수는 40cm당 1점 계산.    

<빌 아저씨의 과학교실을 읽고> 

나에게 날아오는 야구공!

먼저, 야구공 둘레에 실을 몇 번 감아 테이프로 실을 고정한다. 공이 절대로 빠져나오지 못할 정도일때 실 뭉치를 잡고 야구공을 철봉 위로 걸쳐지도록 한다. 이제 야구공이 정확이 나의 배꼽 높이에 매달리도록 하고 실을 묶은 뒤, 실 뭉치를 끊는다. 이제 야구공을 코 높이까지 올린 후 팽팽해졌을 때 공을 놓는다. 자, 이 야구공이 내 얼굴을 강타하더라도 가만히 있어보자. 이 야구공은 절대로 얼굴을 손상시키지 못할 테니! 한 가지 주의점은 원래 있던 곳에서 가만히 있어야 한다. 조금이라도 앞에 나간다면 안면 강타의 위기가 생긴다. 야구공이 절대로 내 얼굴을 치지 못하는 까닭은 처음에 있던 힘만 가지고서 왔다갔다 하기 때문이다. 그러므로 얼굴 보호대를 사기 위해 용돈 털이를 하는 바보짓은 하지 않기를...

대체 건전지

우리가 간식으로 먹기 위한 레몬을 먹지 말고 3개만 모으자. 만약 간식으로 받지 않는다면 과일 가게에서 사자. 산 레몬을 미리 먹는 일이 없도록 해야 한다. 먼저 시리얼 상자를 잘라 알루미늄 포일로 감싼다. 이 알루미늄 조각을 레몬에 하나씩 찔러 넣고, 알루미늄 꼭대기에 클립을 끼운다. 그 다음 구리관을 레몬에 하나씩 찔러 넣어 알루미늄과 붙지 않게 하면서 가까이 한다. 이제 이렇게 쌍둥이 레몬 건전지 3개가 만들어질 것이다. 그럼 이 레몬 3개에 이름을 붙이자. 간단하게 A, B, C라고 하든지 먹는 것을 방지하기 위해 설사, 구토, 변비라고 지어도 된다. 어떻게 지어도 상관없다. 구분하기만 쉽다면 괜찮다. 나는 1, 2, 3이라 붙일 것이다. 이제 이 1번 레몬의 알루미늄은 2번 레몬의 구리, 2번 레몬의 알루미늄은 3번 레몬의 구리, 3번 레몬의 알루미늄은 1번 레몬의 구리에 이어준다. 그 다음 알루미늄과 구리를 이어준 줄을 딱 절반으로 끊어준다. 알루미늄과 구리가 애타게 사랑을 찾는 것을 무시하며 건전지를 뺀 시계에 전선을 연결, 구리에서 나온 전선을 시계의 양극 쪽에 연결한다. 이 시계는 몇 시간은 버틸 수 있을 것이다. 이제 레몬에 붙여놓은 부속품을 모두 떼어내고 당장 식사를 해도 괜찮다. 먹는 것에 정신 없는 나머지 구리와 알루미늄까지 먹는 일이 없도록! 이 레몬에는 산이 들어 있다. 그래서 레몬은 매우 시다. 알루미늄과 구리는 서로 다른 금속이므로 구리는 항상 양 전극, 아루미늄은 음 전극이되므로 산을 통해 전자들이 알루미늄에서 구리로 흐르는 것이다.

빌 아저씨와 함께 생각해요! 보다 훨씬 두꺼운 책으로, 더 많은 실험 내용과 지식이 담긴 책. 과학자이자 배우인 빌 나이의 책은 정말로 재미있다. 다른 사람들도 꼭 읽어볼 수 있다면 좋겠다.

대단한 빌 아저씨

빌 아저씨와 함께 실험해요! ㅣ 사이언스 일공일삼 14
빌 나이 지음, 안톤 킴볼 그림, 조수민 양은희 옮김 / 비룡소 / 2002년 2월

2006년 화학의 해 기념 이동화학관에서  체험학습 보고서 내용
http://blog.yes24.com/document/549789  [폴리에테르 슬러시 만들기 실험과정] 

<준비물> 플라스틱컵, 알코올, 색소, 에테르, 종이우산, 나무젓가락
<실험과정> 
1.플라스틱컵에 분홍과 연두 중 색소를 선택해서 넣는다.  

2.잔에 알코올을 약간 붓는다.

3.색소와 알코올을 잘 저어준다.

4.종이 우산을 펴서 준비해 둔다. 

색소 -> 알코올 -> 에테르를 이번에 넣은 후 잘 저어준다의 순.
(약품이 눈에 들어가면 위험하므로 준비해준 안경을 쓰고 해야 하며, 상철이 경우는 안경을 착용해서 그냥 했다.)     

                             

[2006. 6. 2]mom- 더위에 아이와 무척 고생을 했지만, 과학 관련 행사에서는 늘 많은 걸을 얻고 돌아오게 된다.  과학이 이렇게 재미있는 것인줄 아이와 다니면서 배우며 즐거운 경험을 많이 하고 있다.  폴리에테르는 우리가 이용하는 전철안 의자에 사용되는 물질이라고 한다.  상철이가 원소모형 만들기를 하고 있을 때 옆자리에 4학년 남자 아이가 원소에 대해  아주 잘 알고 있어서 가이드인 대학생에게 이것 저것 질문하고,  그 가이드는 아이의 지식수준에 아주 놀랐다.  7살정도 아이의 엄마는 옆에서 4학년 아이를 놀라운 눈으로 지켜보며, 과학영재라며 탄성을 자아냈다.  원소에 대해서 잘 모르던 상철이는 입을 꾹 다물고  있었고, 
        "너는 어떻게 원소에 대해 이렇게 잘 아니?"
        란 어린 아이 엄마의 질문에
        "저는 원소에 대한 책을 많이 읽었어요.  정말 재미있어요." 
라고 옆자리 4학년 소년은 대답했다.  나도 속으로 감탄을 하고 있었는데... 왠지 상철이의 기분이 좀 다운되어 보여, 가만히 지켜만 보고 있었다.  ^^;; 훗 
집으로 돌아온 상철이는 과학동아를 읽은 후 '멘델레예프가 들려주는 주기율표 이야기'를 읽는 듯 하더니 금세 '시각이 시각시각'으로 바꿔 읽었다.  화학에 대한 관심이 좀 더 
생기길 바랬는데...  하지만, 아이가 선택한  책 읽기를 지켜봐줘야되겠지?  
  

 제목: 빌 아저씨와 함께 실험해요! 을 읽고.  최상철 

빌 나이 아저씨가 직접 쓰신 과학책이다. 그런데 빌 나이에 대해서 검색해 보니, 유명한 영화 배우였다. 최근에 새로 개봉된 플러시의 화이티 역 목소리도 맡으셨다. 지금은 많이 늙으셨지만, 과학책도 많이 쓰신 빌 아저씨의 과학책을 재미있게 보았다.

기린의 목이 길어진 이유

기린이 목이 길어진 이유는 무엇 때문일까? 먼저, 한 가지 알아야 할 사실은 어떤 사람은 기린의 목뼈가 엄청나게 많다고 착각하지만 단지 7개다. 크기만 더 클 뿐이다. 그럼 이제 기린에 대해 알아볼까? 기린의 목은 처음에 매우 짧았다. 그런데 어느 기린이 다른 형제보다 목이 조금 더 긴 아이를 낳았다. 그 기린은 자라서 먹이를 먹기에 더 편리했고, 그래서 기린들은 목이 길어지도록 진화한 것이다.

변온 동물

변온 동물은, 언제나 체온이 변하는 동물이다. 이 변온 동물에 속하는 동물은 악어 같은 파충류이다. 대신에 인간이나 개, 고양이 같은 포유류는 특정한 온도를 유지하고 있으므로 한온 동물이라 불리운다. 이 변온 동물은 새벽에 일어나 다시 활동을 하기 위해 햇빛을 쪼아 몸을 따뜻하게 만들고 활동을 시작한다.

거대개미의 지탱

우리가 주로 보는 영화에서, 거대 개미가 출연한다.(실제로 있을까?)그러나 이것은 불가능한 사실이다. 작은 몸체의 개미는 그 몸무게가 너무 가벼워 아주 가는 다리로도 지탱 가능 하지만, 너무 그 크기가 커지면 다리도 매우 굵어져야 한다. 그러나 그 무거운 몸체에 가는 다리라면, 당연히 쓰러질 것이다. 한가지 실험을 해보면 이것이 왜 그런지를 알 수 있다. 작은 지우개만한 크기의 개미를 찰흙으로 빚어서 만들면 쓰러지지 않지만 축구공만한 개미를 만들면 기울어져 쓰러진다.

피부의 색깔

여러 나라마다, 피부 색깔이 각각 다 다르다. 그 이유는 각 피부마다 멜라닌 색소를 가진 양이 다르기 때문이다. 이 멜라닌 색소는 검은색을 띄기 때문에 많을 수록 검은 빛을 띤다. 이 멜라닌 색소가 하는 일은 태양빛을 아무 많이 흡수하는 것을 막기 위해서이다. 햇빛을 적당하게 받는다면 비타민D가 원활하게 만들어진다. 아프리카 사람의 피부가 특히 검은 이유는 태양빛이 매우 강하기 때문이다. 또한 각 나라마다 색이 다른 이유도 햇빛이 오는 양 때문이다.

빌 아저씨와 함께 하는 실험 이야기. 직접 실험해 볼 수 있는 실험도 많아 정말 좋았다. 나중에 빌 아저씨와의 과학 실험이야기 모두 볼 수 있다면 좋겠다. 

2011. 4. 2 mom - 3일 전 컴퓨터에서 보물상자를 발견했다.  아이와 했던 여러 활동이 많아서 사진은 찍었으나, 제대로 정리도 못해 둔 파일들이었다.  컴퓨터가 망가져 포맷이라도 할라치면 복구를 부탁하고는 어디 들어있는지 잊어버렸던 것...  마치 앨범과 같았다. 정리를 다 하려면 엄청 시간이 걸릴 듯 하다.  (즐거운 비명) 아이의 체험학습 당시 몇 자 안되는 글을 남겼는데, 내게는 그 때 일이 생생하게 되살아나니 기억이란 참으로 오묘하기 그지없다.  

이런 활동들로 아이가 성장할 수 있었구나란 생각과 함께 체험학습, 독서, 과학실험활동 연결되는 순서가 아이를 과학에 대한 몰입도를 높여준게 아니었나? 싶기도 하다.  잊고 있었는데, 이 당시만 해도 아이는 화학에 대한 몰입도가 그리 높지 않았던 것을 확인할 수 있기 때문이다. 놀랍게도 그 3년 뒤 아이는 대학영재교육원 중등 화학부에 들어가서 수업을 2년 간 받을 수 있었기 때문.  어떤 계기란 것이 이렇게 순간 찾아올 수 있었구나 싶은 것이 너무 놀랍기도하고, 마치  나비의 효과를 여기에서 만난 느낌이기도 했다.  이 시간 아이에게는 어떤 바람이 불고 있을지 궁금해졌다.  
 

표면 장력을 알고 있니?

과학이 보인다, 나의 특별한 실험책 - 자연의 아이들
라이너 쾨테 지음, 이자벨레 딘터 그림, 김영귀 옮김 / 풀빛 / 2006년 11월

"엄마, 저번에 제가 휴가로 집에 없을 때 화분에 물 안주는 방법을 생각한 적이 있었잖아요?"

"응, 그래서 발명 노-트에 니가 그림이랑 메모하지 않았니?"

"네. 그런데 여기에요. 물의 순환에서 보니까 유리병에 화초를 넣어두고 비닐로 막은 채 창틀에 두면 몇 주일동안 물을 주지 않아도 잘 자랄 수가 있대요. 그렇다면 작은 화초일 경우 유리병안에 넣어서 이 조건대로라면 물을 주지 않아도 잘 자라겠어요."

"그렇겠네. 식물에 있어서는 무엇보다 필요한 것이 햇빛이라 이 조건이 잘 이루어진다면..."

"아, 그러니까요. 여기 식물은 빛에 얼마나 굶주려 있을까도 꼭 필요해 보고 싶어요. 정말 이럴까요?"

우리 집은 볕이 잘 안드는 쪽이다. 해서 식물 키우기에는 번번히 실패를 많이 했다. 아이가 이 책에서 보고 하고 싶어하는 실험도 잘 될지 일단 봄이 되어봐야 알 듯하다.

이 책을 보며 실험해보고 싶은 것도 많다면서 연신 떠들어대며, 책 속에 푹 빠져 읽는 아이의 모습을 보니 같이 즐거웠다.

우리 같이 실험해 볼래?

<소금쟁이는 왜 물에 빠지지 않을까?>p56

소금쟁이는 물에 가라앉지 않아. 소금쟁이는 가볍기는 하지만 그래도 무게는 있어. 혹시 물 표면에는 소금쟁이의 무게를 견디는 무슨 막 같은 게 있는 게 아닐까?

실험1. 유리컵에 물을 가득 채운 다음 물이 넘칠 때까지 몇 개의 동전을 넣을 수 있는지 미리 생각해 봐. 이제 조심스럽게 동전을 하나씩 물속에 넣어. 얼마나 많은 동전이 물속에 들어가는 알면 놀랄 거야. 물은 처음에는 전혀 넘치지 않아.

예상치- 50원짜리 동전 20개면 물이 넘칠 것이다. 100원짜리 동전은 13개정도면 넘치지 않을까?

2. 조금 볼록해질 뿐이지. 그것은 마치 물이 섬세한 막으로 덮여 있는 것과 같아.

50원짜리 동전 28개 넣은 후 물은 넘치기 않았다. 점점 볼록해지는 것을 볼 수 있는데, 동전이 부족해서 10원짜리 18개를 넣어서 총 46개가 되었을 때 물은 넘쳤다.

100원짜리 동전은 37개째 물은 넘쳤다.

표면 장력을 알고 있니? p57

사실상 물은 막을 형성하지 않아. 그러나 가장 작은 물 분자는 이상하게도 서로 단단히 붙어서 옆에 있는 분자와 떨어지고 싶어 하지 않지. 그것은 마치 물이 막으로 덮여 있는 것처럼 보이게 한단다. 이러한 효과를 '표면장력'이라고 해.

물방울은 언제나 가능한 한 표면의 면적을 작게 하려는 성질이 있지. 이것은 물 분자들 사이에 강하게 끌어당기는 힘 대문에 그렇단다. 안에 있는 물 분자는 항상 표면의 물 분자를 잡아당기거든. 그러면 표면적이 가장 작은 형태는 어떤 걸까? 그래 공 모양이야. 마찬가지로 방해받지 않는 물의 표면은 대부분 매끄러워. 왜냐하면 끌어당기는 힘이 작은 산 모양의 물을 재빠르게 다시 끌어당기기 때문에 매끈한 표면을 만들지. 아무리 작은 물방울이라도 우산의 아주 작은 구멍을 뚫고 나갈 수 없는거야. 오히려 작은 물방울들은 물방울로서 함께 머물러 있어. 물론 네가 손가락을 물속에 담그면 쉽게 끌어당기는 힘을 이기고 그것을 따로따로 떼어 놓지. 그러나 가벼운 소금쟁이의 무게로는 그렇게 하기 쉽지 않아.

동전말고 클립으로 응용해볼까?

아래는 클립을 넣어 아이와 표면 장력에 대해 실험해본 것이다.

1. 표면이 볼록하게 형성된 것이 보이니? 물을 컵에 가득 채운 후 클립은 과연 몇개나 넣을 수 있을까?

이렇게 볼록한 막을 형성할 때까지 총 24개의 클립을 넣을 수 있었다.

25개째의 클립이 들어가자 물은 넘쳤다.

우리 집에서 1주일에 한 번은 과학실험을 하는 홈스쿨링을 아이의 친구들과 하고 있다. 그래서 과학에 관련된 책도 이래 저래 제법 구입하는 편이다. 이제는 조금씩 실험 준비물도 구입하다보니 어느 정도 준비가 필요한 과학 실험도 할 수 있지만, 지금도 준비물이 많이 필요한 과학 실험은 하기가 쉽지 않다. 역시 실험 준비물이 크게 필요하지 않고 아이와 해 볼 수 있는 실험이 최고가 아닌가 한다. 이 책 '과학이 보인다 나의 특별한 실험책'은 특별한 준비물 없이 실험해보며, 과학 원리를 깨우치기 좋은 책이었기에 구입한 후 아이와 함께 만족스러운 책이었다