아빠와 함께 하는 과학 실험실 ③

간이 분무기 만들기

분무기가 뭔지 아나요? 분무기는 물과 같은 액체 물질에 압력을 가하여 노즐(구멍)을 통해 안개와 같은 미세한 분말로 분사되도록 만들어진 기구랍니다. 분무기는 우리 주변에서 쉽게 찾아볼 수 있어요. 다림질할 때 사용하는 물 분무기나 엄마가 사용하시는 향수, 그리고 우리가 가지고 노는 물총도 일종의 분무기라 할 수 있습니다.

칙~칙~ 소리와 함께 물 분말을 내 뿜는 분무기. 그 원리가 무엇인지 우리 알아볼까요?

분무기의 원리를 한마디로 말하자면 ‘베르누이의 원리’ 때문이라고 말할 수 있습니다. 베르누이의 원리는 ‘유체의 흐름이 빠른 곳은 압력이 낮고, 유체의 흐름이 느린 곳은 압력이 높아진다.’라는 것으로 유체와 압력의 관계를 정리한 법칙입니다. 수돗물을 예로 들어 설명하자면 수도관 속에 수돗물이 아주 빠르게 흐르면 수도관 내부에 작용하는 압력은 낮아지게 되고, 그 반대로 수도관 속에 수돗물이 느리게 지나면 수도관에 작용하는 압력이 높아지게 된다는 원리입니다. 그럼 구체적으로 분무기에는 베르누이의 원리가 어떻게 작용하고 있는지 그림으로 알아볼까요?

위 그림은 우리가 만들어 볼 간이 분무기인데 빨대에 입을 대고 바람을 세게 불면 바람이 나가는 빨대 끝의 압력은 낮아지게 된답니다. (법칙 1 - 유체가 빠르면 압력은 낮아진다.) 빨대 끝의 압력이 주변 압력보다 낮아지게 되니까 주위의 높은 압력은 낮은 압력으로 이동하려 하겠죠? 이 때문에 액체에 담긴 빨대는 입으로 빨지 않아도 물이 주변 압력 때문에 빨대 위로 이동하게 된답니다. 이렇게 빨대 끝에 올라온 액체는 우리가 내 뿜는 바람 때문에 흩어지면서 안개처럼 뿌려지게 됩니다.

약간 알쏭달쏭한 원리이지만 우리 주위의 많은 기구가 물이나 공기와 같은 유체를 이용하기 때문에 알게 모르게 우리가 자주 이용하고 있는 원리랍니다. 대표적으로 전 호에 나왔던 부메랑이나 비행기가 하늘을 날 수 있는 것도 모두 다 이 베르누이의 원리 때문이랍니다.

[준비물]  구멍을 뚫을 수 있는 컵, 긴 빨대, 작은 빨대, 칼