힘의 작용과 운동/물총

물총 실험

준비물

물구멍의 크기가 각각 다른 물총, 수조, 기록장, 필기 도구

목표

종이알 총은 압축된 공기의 제자리로 돌아가려는 힘에 의해서 앞쪽에 있는 종이알이 튀어나간다. 그러면 물총에서는 물이 어떻게 하여 나가는지 알아보고 또 어떤 때에 물이 잘 나가는지 실험을 통해 알아본다.

실험관찰

① 물총의 물이 나가는 구멍을 손가락으로 막고 피스톤을 밀었다 당겼다 하여 손가락에 어떤 힘이 작용하는지 알아보자.② 피스톤을 통의 가운데쯤까지 밀어놓고, 물이 나가는 모양이 어떻게 변하는가를 알아본다.③ 피스톤을 미는 속도를 바꾸거나, 물이 나가는 구멍의 크기를 바꾸어 가면서 물이 나가는 속도와 모양을 비교해 보자.

결과

① 손가락으로 구멍을 꼭 막으면 피스톤을 밀거나 당겨도 피스톤을 거의 움직이지 않는다. 이것은 물에는 공기와 달리 부피가 거의 변하지 않는 성질이 있기 때문이다.② 피스톤을 밀면 물은 나가지만, 미는 것을 그치면 물은 나가지 않게 된다. 피스톤을 민 만큼 물이 나간다.③ 피스톤을 빨리 밀면 물은 세차게 나간다. 또 구멍을 크게 할수록 물은 멀리 나가지 않는다.

핵심 요점

① 물총에서 물이 나가는 것은 피스톤을 밀었을 때의 힘이 통속의 물에 전해져서 물을 떠밀었기 때문이다.② 물총의 물이 나가는 모양은 피스톤을 미는 방법, 물의 양, 물이 나가는 구멍 등에 따라 달라진다.③ 물은 공기와는 달리 거의 부피를 바꿀 수가 없다. 아무리 센 힘을 가해도 그 부피에 큰 변화가 없다.