부엌에서 물리찾기 1

글을 시작하며

CHAPTER 01 칼로 썰기
왜 잘게 썰어요?
왜 같은 모양과 같은 크기로 썰라고 할까요?
무인도에 가져갈 단 하나의 조리도구로 무엇을 고르시겠어요?
우리 인류는 언제부터 칼을 사용했나요?
칼날이 날카로워야 잘 자르는 것은 왜일까요?
칼을 왜 약간 밀거나 당기면서 썰어야 할까요?
우리가 쓰는 대부분의 식칼은 왜 삼각형 모양일까요?
중국식칼이 더 안전하다는데 사실인가요?

CHAPTER 02 불
왜 불씨를 만들기 어려운가요?
왜 물체는 일정 온도 이상으로 온도를 높여야 불이 붙지요?
그런데 왜 성냥이 있어도 모닥불을 피우기 어려운가요?
왜 모닥불을 피우면 연기가 내가 있는 쪽으로 올까요?
우리가 보는 불꽃은 무엇인가요?
왜 숯이 탈 때는 불꽃이 보이지 않나요?
가스레인지 불을 켤 때 나는 소리는 무엇인가요?
가스레인지에서 불이 꺼진 채 밸브가 열려 있어도 안전한가요?
왜 가스레인지에서 불이 가스관으로 타고 들어가지 않나요?

CHAPTER 03 물
어떻게 해서 지구에 물이 있을까요?
우주에는 어떻게 물이 존재하게 되었을까요?
바가지를 띄우거나 연잎을 덮으면 어떤 일이 일어날까요?
찻주전자 효과는 왜 나타나나요?
빙빙 돌려 휘젓는 찻주전자 안의 찻잎이 왜 가운데에 몰릴까요?
왜 물은 많은 물질을 녹일 수 있나요?
배추는 어떻게 절여지나요?
왜 물방울은 동그랗게 뭉치나요?
왜 국물이 넘치나요?
왜 물방울과 컵에 담긴 물은 보이나요?
왜 H2O를 일산화이수소(dihydrogen mono-oxide) 또는 산화수소(oxygen hydrate)라고 부르지 않나요?

CHAPTER 04 달걀
왜 달걀흰자는 익히면 하얗게 되나요?
왜 노른자는 노란색이지요?
달걀을 삶을 때 어떤 일이 일어날까요?
왜 달걀은‘달걀 모양’일까요?
날달걀과 삶은 달걀은 왜 다르게 움직이나요?
왜 마요네즈는 통에서 짜 놓으면 그 모양을 유지하나요?

글을 마치며

칼날이 날카로워야 잘 자르는 것은 왜일까요? “또 이런 황당한 질문을 하네요? 너무도 당연한 것 아닌가요?” 대부분 이렇게 되물을 겁니다. 그런데 물리학은 이런 단순한 그리고 당연해 보이는 현상에 대한 궁금증으로부터 시작합니다. 우선 날카로운 칼이 잘 자르는 이유에 대해 과학자들이 어떻게 설명하고 있는지 찾아볼까요? 물리학 서적이나 인터넷 사이트에서는 칼날이 날카로우면 칼과 물체가 접촉하는 면적이 작아져서 같은 힘을 작용했을 때 날이 물체에 작용하는 압력이 높아지기 때문에 더 잘 자른다고 설명하고 있습니다. 작용한 힘을 그 힘이 작용하는 면적으로 나눈 것을 압력이라고 정의합니다.
<칼로 썰기>

왜 모닥불을 피우면 연기가 내가 있는 쪽으로 올까요? 나무가 탈 때 나오는 열은 주위의 공기를 뜨겁게 만듭니다. 공기가 뜨거워지면, 분자들의 운동이 활발해져서 부피가 팽창하고, 그러면 찬 공기에 비해 밀도가 작아집니다. 밀도가 작다는 것은 같은 부피일 때 더 가볍다는 것입니다. 즉, 찬 공기보다 뜨거운 공기가 더 가볍습니다. 기체나 액체처럼 유동적인 물질 안에 물체를 밀어 넣으면, 그것이 밀어낸 기체나 액체의 무게와 같은 크기의 부력이 작용하게 되는데, 그때 부력의 방향은 중력이 작용하는 방향과 반대쪽으로 작용합니다.
<불>

왜 국물이 넘치나요? 물을 담은 냄비를 가스레인지에 올리고 불을 켜면 어떤 일이 일어나는지 알아봅시다. 가스가 연소하면서 나오는 열이 냄비의 밑바닥을 통해 전도(傳導, 통하여 전달된다는 뜻, conduction)의 형식으로 물에 전달되어 물의 온도가 높아집니다. 따뜻해진 물은 밀도가 낮아서 위로 올라가고 대신 위쪽에 있던 찬물이 아래로 내려오는 대류(對流, 상대방 쪽으로 흐른다는 뜻, convection)가 일어납니다. 물을 끓이면서 자세히 관찰해 보면 이 움직임을 볼 수 있습니다.
<물>