솜사탕의 원리

오랜만에 산책을 나갔는데 지나가는 아이가 솜사탕을 들고 갑니다.

 

솜사탕

 

집에만 있느라 체중을 감당할 수 없지만 솜사탕이 먹고 싶어 솜사탕을 하나 사서 먹기로 했습니다. 빙글빙글 돌아가는 솜사탕 기계에서 솔 솔 나오는 설탕 실을 보고 있으니 침이 꼴깍 넘어 갑니다.

 

 

솜사탕의 원리

솜사탕이 사람을 설레게 하는 마력에 비해 원리는 아주 간단합니다.

설탕을 높은 온도로 녹여서 빨리 돌리면 통 밖으로 가늘게 빠져 나오면서 실처럼 만들어집니다. 설탕 실을 젓가락으로 감아서 만들면 됩니다.

돌아가는 물체에 붙어 있던 녹은 설탕이 빨리 돌아가는 속도 때문에 더 이상 통에 붙어 있지 못하고 돌아가던 속도로 쭉 앞으로 나가는 현상입니다.

줄에 달려서 돌아가던 돌멩이가 줄이 끊어지면 날아가는 현상과 같습니다. 줄이나 녹은 설탕이 통에 붙어 있던 힘이 돌아가게 하는 힘으로 구심력이라고 부릅니다.

구심력을 작용하던 줄이 끊어지거나 설탕을 붙들어 놓는 힘이 없어지면 구심력이 없어져서 쭉 앞으로 나가게 되는 것입니다.

구심력은 돌게 하는 힘이고 이 힘이 없어지는 순간 돌고 있는 속도로 직선운동을 하는 것 입니다.

 

원심력

원심력으로 밖으로 나간다고 설명되어 있는 글들을 자주 접하게 되는데 명확하게 말하자면 틀린 설명입니다.

구심력은 진짜 있는 힘입니다.

원심력은 가짜 힘입니다.

차를 타고 회전하게 되면 머리가 밖으로 쏠리게 됩니다. 회전하고 있는 공간 속에서 설명을 하자면 밖으로 쏠리는 머리를 원심력이 작용한다라고 가짜 힘을 가지고 올 수 밖에 없습니다.

회전하는 공간안에서는 뉴턴의 운동법칙이 맞지 않지만 맞는 것처럼 묘사하기 위해 도입한 가짜 힘이 원심력입니다.

회전하는 차의 바깥에서 사람을 살펴보면 사람은 차의 속력으로 같이 운동하다가 차가 회전하면 의자가엉덩이를 당겨서 구심력을 작용해서 돌게 만들지만 몸의 다른 부분 머리는 똑 바로 가려고 하는 것입니다.

설탕이 기계에 붙어있다가 떨어진 후 날아가는 속도

 

솜사탕이 만들어지는 것은 원심력이 아니라 녹은 설탕이 붙어 있던 구심력이 없어지면서 똑바로 가다보니 통 밖으로 나오는 것입니다.