일반적으로 사람의 몸의 70%가 물이다. 인체의 수분 함유량은 사람으로 만들어지는 수정란 때는 99%, 막 태어났을 때는 90%, 완전히 성장했을 때는 70%, 죽음에 다다르면 약 50%가 물이라고 한다. 일본의 파동 전문가인 메모토 마사루씨의 실험에 의하면 「비틀즈의 예스터데이」의 아름다운 음률을 들은 물의 결정은 아름다운 육각형이며, 소음에 가까운 헤비메탈 음악을 들은 결정은 깨어져 있다고 한다.
또한, 지구에서 생명체가 탄생한 것은 물이 있었기 때문이고, 지구 표면의 4분의 3이 물로 덮여 있다. 이처럼 신비한 물이 없다면 우리는 어떻게 살아갈 수 있을까? 사람이 살아가는데 꼭 필요한 생명줄, 우리의 생명줄인 물, 귀한 물과 함께하는 과학의 세계로 들어가 보자. 집에서 쉽게 구할 수 있고 해볼수 있는 실험으로 물놀이는 아이들이 너무나 좋아하는 놀이, 온가족이 함께 가벼운 마음으로 실험해 보고 그 원리를 찾아보자.
★생각 쑥쑥, 물속에서 힘의 작용
첨벙첨벙, 여름철 신나는 물놀이, 누구나 쉽게 경험할 수 있는 일이다. 물속의 돌을 한번 들어본 일이 있는가? 아주 무거운 커다란 돌멩이도 물속에서는 쉽게 들어올릴 수 있음을 느겼을 것이다. 물속에서는 돌의 무게가 왜 가볍게 느껴질까? 그 이유는 무엇일까? 실험을 통하여 물속과 물 밖에서 물체를 드는 힘의 크기를 온 가족이 찾아 가는 신비한 물의 세계, 그 과학속으로 여행해 보자.
* 준비물로는 페트병 2개, 나무젖가락2개, 실 1m, 크기와 무게가 같은 새지우개 2개, 칼, 셀로판테이프이다. 먼저 페트병 2개의 윗부분을 자르고 물을 4/5정도 채운다음 나무젓가락으로 「ㄷ 자모양」의 기둥을 세운다(사진 1)
그다음 실을 50㎝ 정도 잘라 지우개 2개의 양쪽에 셀로판테이프를 붙여 수평이 되게 만든다. 물을 가득 채운 페트병 속에 두 지우개의 높이를 다르게 하여 매단 실을 나무 젖가락에 걸치고 물속에 담근다(사진2) 마지막으로 양손에 실을 잡고 같은 힘으로 슬며시 위로 들어 올리며 지우개의 높이를 자세히 관찰한다. 두 지우개가 물 밖으로 나올 때 두 지우개의 높이는 어떻게 되는지 관찰하여 보자.
아하! 이게 어떻게 된 일일까? 정말로 신기한 현상이 눈앞에 펼쳐지는 광경을 볼 수 있을 것이다. 지우개 하나가 먼저 물 밖으로 나오려다 부력이 없어져서 또 다른 지우개보다 무거워지므로 물 밖으로 나오지 못하고 기다리고 있다가 다른 지우개가 같은 높이가 되었을 때 두 지우개가 동시에 나오므로 지우개 두개는 수평을 이루게 된다. 물속에서 물체가 가벼워지는 것은 부력 때문이다. 물속의 물체는 그 부피에 해당하는 물의 무게만큼 아래에서 위로 작용하는 힘이 있는데 이것을 부력이라고 한다. 물속에 잠긴 물체는 모양이나 높이에 관계없이 부력의 크기는 밀려난 물의 무게와 같다.
여기서 잠깐, 함께 생각해 볼까? 부피와 무게는 같으나 모양이 다른 물체가 높이가 다른 물속에서 물 밖으로 나온다면 그 모습은 어떻게 될까 ?
★생각 쑥쑥 하나 더, 난장이에서 키다리로의 변신?
티슈나 화장지 등은 섬유질의 밀도가 낮아서 물을 빠르게 흡수하는 성질을 가지고 있다. 매우 간단하고 쉬운, 온 가족이 함께 즐길 수 있는 물로 쑥쑥 키다리 싸움을 해보자.
먼저, 용기(접시)와 코인휴지(인터넷에서 쉽게 구할수 있음)를 준비하자. 다음에는 용기(접시) 가운데 코인 휴지를 놓고 물을 조금씩 부어주자. 아하! 신난다! 신기하다! 코인 휴지의 키가 쑥쑥 자란다. 누구의 코인휴지 키가 빨리 커는지 시합과 함께 관찰을 하며 그 원리를 생각해 보자. 코인 휴지는 먼지가 나지 않고 때가 잘 딲이며 물의 흡수력이 매우 많아 휴대용으로 매우 유용하다. 코인휴지 뿐만 아니라, 행주, 티슈로도 물놀이를 해보고 과학적 원리를 찾는 신비한 물의 세계로 여행을 떠나보자.