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연재 기사

무인도 탈출 작전! SOS~!

어린이과학동아 2005.09.15 18호



안녕! 난 아리스야. 현실세계와 사이버세계를 오가며 수학을 제거하려는 악당들의 음모에맞서 싸우고 있지. 그런데 어느 날이었어. 분명 그리스 델피로 향하는 스페이스를 통과했는데 그만 무인도에 떨어져 버린 거야.

눈을 떠 보니 짭짤한 바닷물이 입안을 가득 채우고있었어. 아마 카오스의 계략으로 스페이스 작동 프로그램에 문제가 생긴 것 같아.

솔직히 난 수학에는 자신 있지만 아무것도 없는 무인도에서 살아남을 수 있을지는 잘 모르겠어. 어쩌면 우린 로빈슨 크루소처럼 아주 오랫동안 여기에 머물러야 할지도 몰라. 우리에게 주어진 거라곤 작은 배낭 하나뿐이니…. 조금 겁나고 무섭기도 해. 하지만 해 낼 수있겠지?

벌써 목이 마르고 배가 고프지만 우리 과학해결사 친구들이 도와 준다면 무인도에서 탈출하는 건 시간 문제라고 생각해! SOS PLEASE(에스오에스 플리즈)~!!




무인도에 떨어져도 정신만 차리면 돼요!
아리스의 배낭 안에는 페트병 2개, 손수건, 거울, 비닐봉지, 키친타월, 6V 건전지 2개, 집게전선, 페놀프탈레인 용액, 접시가 들어 있어요. 재료를 잘 이용해서 무인도 탈출 시도를 해 볼까요?













실험1. 먹을 수 있는 물을 만들자!

손수건 정수기 - 페트병의 밑부분을 잘라서 컵을 두 개 만든다.
흙탕물을 정수기의 원리를 이용해서 깨끗하게 만든다면 먹는 물 걱정을 덜 수 있다. 방법은 간단하다. 흙탕물이 담긴 컵과 빈 컵에 3~4cm 폭으로 자른 손수건을 담그기만 하면 끝! 몇 시간 정도 기다리면 빈 컵에 깨끗한 물이 채워져 있는 것을 확인할 수 있다.

흙탕물 속에 손수건을 담그면 물이 손수건을 따라 조금씩 올라온다. 이것은 손수건을 이루고 있는 섬유의 미세한 틈을 따라 물이 빨려 올라가기 때문인데 이러한 현상을‘모세관 현상’이라고 한다. 이렇게 물은 손수건을 통해 반대편의 컵으로 이동하지만 흙은 무거워서 그대로 남는다.

식물의 뿌리에서 빨아올린 물과 양분이 잎 끝까지 올라가는 것도 바로 모세관 현상 때문이다. 손수건이 없다면 깨끗한 옷이나 천 등을 이용해도 된다.

단,지오의 더러운 양말은 절대 사절!


실험2. 불을 피우자!

볼록렌즈로 햇빛을 모아 봐! - (탈레스가 쓰고 있는 두꺼운 안경은 돋보기)
성냥이나 라이터 없이 불을 피우라고? 물론 쉽지 않은 일이다. 그러나 조금만 생각해 보면 우리가 알고 있는 단순한 과학 원리를 이용해서 불을 피울 수 있다.

누구나 한 번쯤은 돋보기를 이용해서 종이에 불을 피워 본 경험이 있을 것이다. 볼록렌즈는 빛을 한 곳으로 모으는 성질이 있다.

따라서 볼록렌즈로 만들어진 돋보기나 카메라 렌즈를 이용하면 쉽게 불을 피울 수 있다. 뿐만 아니라 투명한 비닐봉지에 물을 가득채워 묶으면 렌즈와 같은 역할을 한다. 햇빛을더 잘 모으기 위해서는 두꺼운 렌즈보다는 크기가 큰 렌즈가 더 좋다.



실험3. 구조 신호를 보내자!



더 생각해 봐요! - 소금물의 농도가 진할수록 반응이 더 잘 일어난다?
소금을 물에 녹여 전류를 흐르게 하면 아주 잘 흐르는데 이는 소금이 전해질이기 때문이다. 전해질이란 물 등의 용매에 녹아서 전류를 흐르게 하는 물질을 말한다. 예를 들어 고체 상태의 소금(NaCl)은 물에 녹아 양이온인 나트륨이온과 음이온인 염소이온으로 나누어진다.

{BIMG_R10}이 상태에서 전류를 통하면 (+)전하를 띤 나트륨이온은 (-)극으로, (-)전하를 띤 염소이온은 (+)극으로 이동한다. 따라서 소금물의 농도가 진할수록 이온의 움직임도 활발해져서 전류의 세기는 커지는데 일정 한계이상의 농도를 넘으면 더 이상 증가하지 않는다.


원리는 무엇일까? - 바닷물을 전기분해하면 수산화나트륨이 만들어진다!
바닷물에 들어 있는 전체 염류의 양 중 소금(NaCl)이 차지하는 비율은 77% 이상이다. 소금물에 두 전극을 꽂고 전류를 흐르게 하면 (+)극에서는 음이온인 염소이온이 끌려와 전자를 내놓고 염소 기체로 된다.

양이온인 나트륨이온과 수소이온은 (-)극으로 끌려 오는데나트륨이온보다 훨씬 전자를 쉽게 받는 수소이온이 전자를 얻어 수소기체가 발생한다. 전기분해 결과 (-)극에 모여 있는 수산화나트륨 용액이 소금물 속의 페놀프탈레인 용액과 반응하여 붉은색으로 변하는 것이다.



무인도 생존 상식

하나. SOS 국제구조신호는 어떻게 정해진 걸까?
{BIMG_R11}SOS라는 신호를‘우리 배를 구해 주세요(Save Our Ship)’나‘사람 살려(Save Our Souls)’라는 뜻으로 해석하는 사람들이 있는데 이는 사실과 다르다. 예전에는 통신 수단으로 모스 부호가 사용되었는데 위급 상황에서 가장 쉽고 정확하게 만들 수 있는 부호의 조합이 바로 SOS(… — — — …)였다.

모스 부호란 점(·)과 선(-)을 조합해서 알파벳과 숫자를 나타낼 수 있는 전신 수단이다. 1952년 국제전기통신조약 부속 무선규칙에 의해 SOS는 세계 공통의 조난 신호로 정해졌으며 일반적인 위험신호로도 사용된다.

둘. 신기루 현상이 뭐지?
{BIMG_R12}무인도에서의 생활이 길어질수록 구조에 대한 희망도 서서히 줄어들기 마련이다. 이럴 때 우리를 다시 한 번 절망 속으로 빠뜨리는 것이 바로 신기루 현상이다. 바다에서 나타나는 신기루 현상은 차가운 바다와 그 위의 따뜻한 공기층의 온도 차이 때문에 생긴다.

빛은 따뜻한 공기에서는 빠르게, 차가운 공기에서는 느리게 이동하므로 그 경계면에서 꺾이는데 이를 굴절이라고 한다.

즉 밀도가 서로 다른 층을 지나는 빛은 밀도가 큰 쪽(차가운 공기)으로 휘어진다. 그런데 사람의 눈은 보통 빛이 직진한다고 믿어 버리기 때문에 진짜가 아닌 허상인 신기루를 보게 된다.


{BIMG_L13}팁1 - 여과를 이용한 정수기
우리가 사용하는 정수기의 여과 필터를 응용해 보자. 먼저 페트병의 바닥에 구멍을 만들고 가장 밑에는 고운 모래를 채운다. 그 위에는 숯을 넣고 다시 고운 모래, 가는 자갈, 굵은 자갈, 큰 돌멩이와 낙엽의 순서로 재료를 쌓는다.

여기에 물을 부으면 여러 층을 거치며 정화된 물이 구멍을 통해 떨어진다. 특히 숯의 표면에는 작은 구멍들이 많이 뚫려 있는데 바로 이 구멍이 냄새를 빨아들이거나 이물질을 깨끗이 걸러 내는 역할을 한다.

팁2 - 발화점을 알고 불을 피우자!
마른 나무끼리 빠른 속도로 비비면 열이 발생한다. 그러나 나무에 불이 붙기 위해서는 발화점 이상의 온도가 되어야 한다. 발화점이란 물질을 공기 중에서 가열할 때 불이 붙는 가장 낮은 온도를 말하는데 나무의 발화점은 400~450℃이다.

성냥에 불을 붙였을 때 머리 부분의 인이 먼저 타는 이유는 인의 발화점이 매우 낮기 때문이다. 따라서 인은 마찰열만으로도 불이 붙는다.

팁3 - 다양한 구조 신호 보내기!
낮에는 연기로, 밤에는 불을 피워 자신의 위치를 알릴 수 있다. 또 거울이나 유리를 이용해서 빛을 반사시키면 멀리서도 눈에 잘 띈다.



아리스가 보내온 편지

{BIMG_C15}

과학해결사들 덕분에 우리는 살아남을 수 있었어. 그리고 마지막엔 바닷물과 배낭 속 물건을 이용해서 과학적으로 SOS 신호를 만들어 냈지. 프루프가 그 신호를 크게 확대하여 저 멀리 하늘에 비추었어.지나가는 배나 비행기들이 잘 볼 수 있게 말이야.

효과가 있었을까? 며칠 후 우리는 하늘에 떠 있는 붉은 색 조난 신호를 본 배에 의해 구조됐어. 무인도에 떨어진지 정확히 일주일 만에 무인도 탈출에 성공한 거야. 무사히 집으로 돌아왔지만 무인도에서의 생활이 살짝 그리워지려고 해.

맛있는 조개구이를 매일 먹었고 탈레스와 맘껏 얘기도 나눴거든. 무인도에서 보낸 여름방학을 결코 잊지 못할 거야. 고마워! 과학해결사~!


우리 학교는 과학동산 - 늘 새로운 희망으로 살아 움직이는 우암초등학교

{BIMG_L16}우암초등학교(교장 김성진)는 부산시 남구 우암동에 자리 잡고 있습니다. 주변에 부두가 가까워서 늘 컨테이너가 분주히 움직이지만 자랑거리가 참 많아요.

우암초등학교의 곳곳에는 발명 아이디어함이 달려 있는데 새로운 아이디어가 떠오를 때마다 생활용품, 학습용구, 과학완구 등으로 나누어 적어 둘 수 있습니다. 매주 토요일이 되면 전교 어린이회 과학부에서 좋은 아이디어를 전교생에게 알리고 시상을 하기도 합니다.

우암초등학교의 큰 자랑 중 하나는 사랑의 결연활동입니다. 형제자매가 없거나 외로운 학생들을 위하여 의자매, 의형제, 의사제, 의부모 맺기를 통하여 공동체 의식을 높이고 있습니다. 또한 생활 체육 활성화를 위한 댄스 스포츠부와 오랜 전통의 정구부는 학교를 빛내주지요.

사랑과 열정으로 가득한 선생님들과 새로운 생각으로 번뜩이는 우암 어린이들이 바로 활기찬 학교를 만들어 가는 주인공이랍니다.

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