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과학전시물

#19. 인생을 롤러코스터에 비유한 개그맨 김국진

  한 방송에서 개그맨 김국진은 인색은 마치 롤러코스터를 타는 것과 같다고 말한 적이있습니다. 미래를 고민하는 청년들에게 인생은 마치 롤러코스터 같아 설령 어려움이 닥친다해도 보이지 보이지 않는 안전바와 같은 도움이 있으니 용기를 내라는 메세지라고 생각합니다.

그럼 그가 설명한 롤러코스터에는 어떠한 과학원리가 숨어있는지 알아보도록하겠습니다.

롤러코스터(위키백과)

 

1. 롤러코스터에 담긴 과학원리를 알아볼까요?

 

롤러코스터는 중력, 마찰력, 가속도, 운동에너지, 위치에너지 등과 같은 다양한 과학원리가 작용하는 기계적인 장치입니다.

우선 롤러코스터는 중력의 영향을 받습니다. 중력은 모든 물체를 끌어당기는 힘으로, 롤러코스터의 차체와 승객을 지속적으로 땅으로 끌어당기는 힘입니다. 따라서 롤러코스터의 차체와 승객이 비틀리지 않도록 안전하게 설계되어야 합니다.

또한 롤러코스터의 차체와 바닥 사이에는 마찰력이 작용합니다. 마찰력은 물체가 표면과 접촉할 때 발생하는 힘으로, 차체가 바닥과 마찰하면서 롤러코스터가 움직이는 데 도움을 줍니다. 그러나 과도한 마찰력은 롤러코스터의 속도를 늦추고, 너무 적은 마찰력은 차체가 바닥과 미끄러져서 안전에 위험을 초래할 수 있습니다.

롤러코스터가 가속되면서 속도를 유지하는 것은 가속도라는 개념으로 설명됩니다. 가속도는 물체의 속도를 증가시키는 힘입니다. 롤러코스터가 내려가는 경사면에서는 지면과의 수직 방향으로 작용하는 중력이 롤러코스터를 가속시킵니다. 반대로, 올라가는 경사면에서는 롤러코스터를 가속시키기 위해 추가적인 힘이 필요합니다.

또한 롤러코스터는 운동에너지와 위치에너지를 변환하면서 움직입니다. 롤러코스터의 승객이 높이 올라가면 위치에너지가 증가하고, 다시 내려오면서 운동에너지로 변환됩니다. 운동에너지는 물체의 운동 상태에 관한 에너지로, 롤러코스터가 움직이는 데 필요한 에너지입니다.

이러한 과학원리들이 롤러코스터의 동작을 가능하게 하고, 안전하게 운행되기 위해 공학적인 설계와 제작이 필요합니다.