청소년을 위한 융합과학교실 2 : 사계절 생활과학

● 봄
한 해의 또 다른 시작, 정월대보름
한 해의 양식! 장 담그기
변덕스러운 봄과 우리 몸의 과학
불청객 황사와 미세먼지의 공포
남모르는 고통! 꽃가루 알레르기
꽃에도 타이머가 있다
침묵의 봄을 부르는 환경호르몬
바른 자세가 멋진 몸을 만든다
뉴턴과 함께하는 놀이공원 속의 과학

● 여름
세 가지 얼굴의 여름 날씨
더위를 한방에 날리는 스릴! 해양레포츠
여름 질병을 일으키는 복병들
생명체를 지배하는 물질, 물의 힘
피부를 지키는 선크림의 과학
지방과 다이어트의 딜레마
음식 중의 음식, 슈퍼푸드의 효능

● 가을
나무의 겨울나기 준비, 단풍
몸의 균형과 힘의 역학, 등산의 원리
1㎠ 14억 개의 구멍 고어텍스의 비밀
우리 몸과 날씨와의 전쟁
우리 몸의 1차 방어선, 피부의 과학
한가위 달 토끼의 진실
꼭 짚어봐야 할 GMO 식품의 양면성
푸드 마일리지와 탄소성적표지제도

● 겨울
눈과 얼음 위의 과학, 겨울 스포츠
전통놀이로 알아보는 수 과학
북극성으로 카시오페이아를 찾아라
크리스마스 트리는 왜 전나무를 사용할까?
365일 달력, 누가 만들었을까?
발효 과학이 버무려진 김치와 김장
겨울철 건강 지킴이 감귤
자연건조 과학이 탄생시킨 과메기
커피의 맛과 향, 무엇이 결정할까?

더 알아보기― 265

놀이공원에 들어서면 가장 눈에 먼저 띄는 놀이기구 중 하나가 자이로드롭이다. 중앙에 높이가 120m에 이르는 공장 굴뚝 같이 생긴 거대한 기둥이 세워져 있는데, 40층 건물 높이와 맞먹는다고 한다. 기둥에는 사람이 탈 수 있게 곤돌라가 설치되어 있고, 안전을 위해 의자에는 안전막대가 부착되어 있다.
전원이 들어오면 곤돌라가 하늘 위로 서서히 올라간다. 곤돌라가 올라가며 조금씩 회전을 하는데, 이는 놀이기구를 타는 사람들을 좀 더 재미있게 하기 위한 아이디어다. 곤돌라가 꼭대기에 이르면 회전을 멈추고 잠시 후 빠른 속도로 낙하한다. 바닥 가까이 떨어져 내려가면 그대로 땅으로 처박혀 굉음과 함께 박살이 나버릴 것 같은 기분이 든다. 자이로드롭의 어떠한 장치가 브레이크 작용을 하는 걸까?
그 비밀은 전자기 유도 현상으로 맴돌이 전류*가 생기는 것을 응용한 것이다. 맴돌이 전류는 자기장의 변화를 방해하기 위해 생기는 전류인데, 구리나 알루미늄 같은 금속 주변에서 자석을 빨리 움직이면 금속에 생기는 맴돌이 즉 소용돌이처럼 흐르는 전류를 말한다. 이 전류는 자석처럼 자기장을 만드는데, 주변에 가까이 오는 자석과 같은 극을 가진다. 자석의 N극이 가까이 오면 맴돌이 전류에 의한 자기장은 N극이 되고, S극이 가까이 오면 맴돌이 전류에 의한 자기장은 S극이 된다.
이렇게 상상을 해보자. 1m 길이의 구리, 플라스틱, 대나무관과 링 모양의 자석과 초시계를 가지고, 링 모양의 자석을 끼워 위에서 아래로 떨어지는 시간을 잰다. 그럼 어떤 것에서 가장 늦게 내려올까? 구리로 된 관을 지나는 자석이 가장 느리게 떨어진다. 그래서 자이로드롭의 완벽한 브레이크 장치가 되는 것이다.
다음은 실제로 자이로드롭을 타고 꼭대기에 있다고 생각해보자. 예고 없이 아래로 떨어지면 탑승객은 모두 일제히 비명을 지른다. 피가 위로 솟구치는 느낌과 마치 공중에 붕 떠 있는 것 같은 짜릿함이 느껴진다. 바닥 가까이 이르면 브레이크 장치가 작동하여 멈추게 된다. 이때 몸이 천근만근 무거워지면서 땅이 꺼지는 느낌을 받는다. 만약에 안이 보이는 빈 상자에 호두알 하나를 넣고 같이 탄다면, 내려오는 동안 호두알이 공중에 떠 있는 것을 보게 될 것이다. 멈추면 그때서야 호두알이 떨어지는 것을 볼 수 있다. 이것을 무게가 없는 상태, 곧 무중력 상태라고 한다.