------♡ 서로 배려하는 물화생지 ♡------ (지우지 마세용)
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1. 해당 사진은 중3 과학 교과서 2단원 기권과 날씨단원에서 기압의 방향을 알아보기위한 실험의 모습입니다.
상당히 유명한 실험인데 이에대한 저의 견해는 다음과 같습니다.
컵에 종이를 덮고 뒤집기 전 컵속의 공기와 대기중 공기는 서로 분리되지 않고 맞닿아있습니다. 따라서 컵속 공기의 압력은 대기압과 같습니다. 따라서 그림과 같은 상황에서는 컵속의 공기에 의한 대기압과 물의 질량에 의한 압력이 종이를 아래로 누르고 컵 밖의 공기에 의한 대기압이 종이를 위로 받쳐줍니다. 컵 입구가 아닌 다른쪽의 종이는 고려 대상이 아닙니다. 둘다 위아래로 대기압에 의한 힘을 받으니 이는 상쇄됩니다.
따라서 종이가 받는 알짜힘은 아래 방향이며 결과적으로 종이가 아래로 가속해야합니다.
그러나 실제 실험을 해보면 종이가 컵입구에 붙어있는것을 볼 수 있는데 이는 '물의 표면장력에 의한 것'이 저의 의견입니다.
해당실험을 대기압에 의한 것으로 보기위해서는 컵속에는 공기가 전혀 없이 물로 가득차야할 것입니다.
2. 해당 실험 또한 기압의 관점에서 실험 결과를 설명하나 이에 대한 저의 의견은 다음과 같습니다.
위 실험이 기압이 신문지를 누르는 힘에 의한 것이라면 '신문지와 자 사이에 공기층이 있을경우 자는 쉽게 들려야한다.'(1번 실험과 같은 이유) 이를 검증하기 위해 신문지와 자 사이에 공기층을 만들고 같은 실험을 반복한 결과 두 실험사이에 차이가 없음을 알 수 있었습니다.
따라서 자가 쉽게 들리지 않는 이유는 대기압 때문이 아닌 '신문지의 질량에 의한 관성에 의한 것'이 저의 의견입니다.
물론 두 실험 모두 공기층을 완전히 제거한다는 가정하에 대기압에 의한 현상으로 생각할 수 있지만 실제 실험 상황에서는 공기층을 완전히 제거할 수 없으므로 해당 실험의 원인을 대기압에 의한 것으로 소개하는것은 오류라고 생각됩니다. 제 생각에 대하여 여러분들의 의견을 알려주시면 감사하겠습니다.
첫댓글 텍스트로 나와있는 것을 의심해보고 돌아보는 태도는 좋다고 봅니다. 실제로 제대로 전달이 안되거나 잘못된 내용도 제법 있으니깐요.
1. 종이가 떨어지지 않는다. 에 집중하고 계신거 같아요. 종이의 움직임이 아니라 물의 움직임을 보는거에요. 병과 물 사이에 있는 공기는 물이 내려가려는 상황이라 대기압보다 낮은 압력이 되고요. 종이 아래쪽은 대기압과 같아서 압력의 차이가 발생합니다. 실제로 실험을 해보시면 물의 응집력을 느낄 수 있을만큼의 변화가 나타나긴 해요. 컵과 종이 사이에 약간의 유격이 생기면서 물이 고여있는 형상을 볼 수 있습니다. 또한 종이 가운데 부분이 유리병쪽으로 오목하게 들어가는 것도 확인할 수 있을거에요. 이 실험을 응집력으로만 설명하려면 위가 뚫린 유리관을 이용한 실험에서도 같은 결과가 나와야하지 않을까 싶습니다. 추가로... 유리병을 이용하는 이유중 하나는... 압력 차이가 있더라도 변형이 안(덜) 되는 특성 때문입니다. 말랑말랑?한 플라스틱컵이나 종이컵으로는 위 실험이 안됩니다.
확실히 물의 응집력만으로 설명한다면 바닥이 뚫린 유리관으로도 같은 결과가 나와야겠군요. 유리관으로도 실험을 해봐야겠네요. 좋은 답변 감사드립니다.
혹시 2번 실험의 경우에도 의견을 여쭈어볼 수 있을까요?
덕분에 첫번째 실험에서 가지게 된 의문이 완전히 해소되었습니다. 확실히 말랑말랑한 컵이나 바닥이 뚫린 관에서는 실험이 성공적이지 못하네요. 감사합니다.