고무줄은 왜 잡아당기면 길어지고, 놓으면 다시 줄어드는지 궁금한 아이에게 설명하기 좋은 생활 속 과학 글입니다. 고무줄의 탄성과 원래 모양으로 돌아가려는 성질을 쉽게 정리했습니다.
아이와 머리끈이나 고무줄을 가지고 놀던 날이었습니다. 손가락으로 고무줄을 잡아당기자 길게 늘어났다가, 손을 놓으니 다시 짧아졌습니다.
그 모습을 보던 아이가 이렇게 물을 수 있습니다.
“엄마, 고무줄은 왜 쭉 늘어나?”
고무줄은 잡아당기면 길어지고, 놓으면 다시 원래 모양으로 돌아가려고 합니다. 이런 성질을 탄성이라고 합니다. 고무줄이 늘어나는 모습에는 힘과 모양 변화, 그리고 다시 돌아가려는 성질이 들어 있습니다.
고무줄은 힘을 받으면 모양이 변합니다
고무줄을 가만히 두면 짧고 둥근 모양을 유지합니다. 하지만 양쪽을 손으로 잡아당기면 고무줄은 길게 늘어납니다. 이것은 고무줄에 힘이 가해졌기 때문입니다.
물체는 힘을 받으면 움직이거나 모양이 바뀔 수 있습니다. 고무줄은 부드럽고 잘 늘어나는 재료로 되어 있어서, 손으로 잡아당기는 힘을 받으면 길게 늘어납니다.
아이에게는 이렇게 설명할 수 있습니다.
“고무줄은 손으로 잡아당기는 힘을 받으면 모양이 바뀌어. 그래서 짧던 고무줄이 길게 늘어나는 거야.”
종이나 나무 막대는 잡아당겨도 고무줄처럼 쉽게 늘어나지 않습니다. 물건마다 힘을 받았을 때 변하는 정도가 다르기 때문입니다.
고무줄은 다시 원래대로 돌아가려고 합니다
고무줄을 잡아당기다가 손을 놓으면 다시 줄어듭니다. 늘어난 상태로 계속 있고 싶어 하는 것이 아니라, 원래의 짧은 모양으로 돌아가려는 성질이 있기 때문입니다.
이렇게 물체가 힘을 받아 모양이 변했다가, 힘이 사라지면 원래 모양으로 돌아가려는 성질을 탄성이라고 합니다. 고무줄, 스프링, 탱탱볼 같은 물건에서 이런 성질을 쉽게 볼 수 있습니다.
아이에게는 이렇게 말할 수 있습니다.
“고무줄은 늘어나도 다시 원래 모습으로 돌아가고 싶어 해. 그래서 손을 놓으면 다시 짧아지는 거야.”
고무줄이 튕겨 나가는 것도 이 성질과 관련이 있습니다. 늘어난 고무줄이 빠르게 원래 모양으로 돌아가면서 움직임이 생기는 것입니다.
너무 세게 당기면 고무줄이 끊어질 수 있습니다
고무줄은 잘 늘어나지만, 끝없이 늘어나는 것은 아닙니다. 너무 세게 당기거나 오래 잡아당기면 고무줄이 약해지거나 끊어질 수 있습니다.
고무줄이 견딜 수 있는 정도보다 큰 힘이 계속 가해지면, 다시 원래대로 돌아가지 못하기도 합니다. 오래된 고무줄이 늘어난 채로 헐거워지거나 끊어지는 것도 비슷한 이유입니다.
아이에게는 이렇게 설명할 수 있습니다.
“고무줄도 너무 세게 잡아당기면 힘들어져. 견딜 수 있는 것보다 더 많이 늘어나면 끊어질 수 있어.”
그래서 고무줄을 가지고 놀 때는 얼굴이나 눈 쪽으로 튕기지 않도록 조심해야 합니다. 고무줄이 갑자기 끊어지거나 튕기면 아플 수 있습니다.
한눈에 정리
| 질문 | 쉬운 답 |
|---|---|
| 고무줄은 왜 늘어날까 | 손으로 잡아당기는 힘을 받으면 모양이 길게 변하기 때문입니다. |
| 고무줄은 왜 다시 줄어들까 | 원래 모양으로 돌아가려는 탄성이 있기 때문입니다. |
| 탄성은 무엇일까 | 힘을 받아 모양이 변했다가 다시 원래대로 돌아가려는 성질입니다. |
| 고무줄은 끝없이 늘어날까 | 아닙니다. 너무 세게 당기면 끊어질 수 있습니다. |
| 고무줄이 튕기는 이유는 무엇일까 | 늘어난 고무줄이 빠르게 원래 모양으로 돌아가려 하기 때문입니다. |
아이와 함께 관찰하는 방법
고무줄을 손가락에 걸고 살짝 당겨 보며 길이가 어떻게 달라지는지 관찰해 봅니다. 당기기 전의 길이와 당긴 뒤의 길이를 눈으로 비교하면 고무줄이 얼마나 늘어나는지 쉽게 볼 수 있습니다.
아이에게는 이렇게 질문해 볼 수 있습니다.
“고무줄을 살짝 당기면 어떻게 될까?”
“손을 놓으면 고무줄은 어떤 모양으로 돌아올까?”
“너무 세게 당기면 어떤 일이 생길까?”
고무줄뿐 아니라 머리끈, 스프링 장난감, 탱탱볼도 함께 비교해 볼 수 있습니다. 모두 힘을 받으면 모양이 변하고, 다시 돌아가려는 성질을 어느 정도 가지고 있습니다.
다만 고무줄을 얼굴 가까이에서 당기거나 사람을 향해 튕기지 않도록 해야 합니다. 관찰은 짧게, 약한 힘으로 해도 충분합니다.
고무줄이 늘어나는 모습에는 탄성이 있습니다
고무줄이 잡아당기면 길어지고, 손을 놓으면 다시 줄어드는 이유는 탄성 때문입니다. 고무줄은 힘을 받으면 모양이 변하지만, 힘이 사라지면 원래 모양으로 돌아가려고 합니다.
아이의 “엄마, 고무줄은 왜 쭉 늘어나?”라는 질문은 힘과 모양 변화, 탄성을 이야기해 볼 좋은 출발점이 됩니다. 작은 고무줄 하나도 물체가 힘을 받으면 어떻게 변하는지 관찰할 수 있는 생활 속 과학 도구가 됩니다.