KISTI의 과학향기

“통~ 토로로로, 통~ 토로로로”
“엄마 요 공은 참 말썽꾸러기 같아요. 공을 던지면 막 아무 데나 통통 튀겨요.”
“우리 채원이가 심심해서 탱탱볼 가지고 놀고 있었구나?”
정여사는 계속 탱탱볼을 튀기고 잡으러 다니는 다섯 살 채원이를 보며 말했다.
“응. 그런데 엄마 다른 공들은 다 말 잘 듣는데 왜 이 공은 청개구리처럼 말도 안 듣고 말썽부릴까?”

갑작스러운 채원이의 질문에 정여사는 어떻게 대답해야 할지 잠시 고민했다.
“음 그건 아마도 탱탱볼이 처음 튀는 연습을 할 때 자기 마음대로 튀는 연습만 해서 그런가 봐. 제대로 튀고 싶은데 자기 맘대로 안 되니 탱탱볼도 속상하겠다. 그지?”
“아~ 그러니까 너 탱탱볼아 처음 걸음마 배울 때 제대로 배웠어야지~”
"그래 맞아 채원이 말대로 처음 시작할 때 잘 배워야지. 요 말썽꾸러기 탱탱볼아“
“호호호” “까르르~”

정여사는 채원이에게 과학적인 설명보다는 동화 같은 마음으로 설명해 주는 것이 옳을 것 같아 저렇게 설명했지만 왜 탱탱볼은 일반 공과 달리 이리저리 맘대로 튀기는 것일까?

그것은 바로 탱탱볼이 가지고 있는 탄성과 마찰력 때문이다. 탱탱볼은 그 소재 자체가 물렁물렁하면서도 탄성이 매우 좋을 뿐만 아니라 마찰력도 다른 공에 비해 매우 높다. 이 때문에 공을 튀길 때 바닥에 작은 돌멩이나 턱이 있어도 미끄러지지 않고 바닥과 접촉하는 순간 볼이 일그러지면서 강한 탄성을 낸다.

즉 일반 공을 바닥으로 튀길 때는 중력의 수직 방향으로 마찰력이 발생하며 이때 발생하는 마찰력은 공이 나가고자 하는 방향의 힘보다 강하지 않다. 이 때문에 공을 바닥에 그냥 튀기거나 한쪽으로 회전을 줘 튀긴다 하더라도 좌우로 튀지 않고 공의 회전 방향으로 안정적으로 튀기며 가게 된다.

하지만, 탱탱볼은 마찰력이 매우 강하기 때문에 공이 바닥에 부딪히는 순간 진행 방향으로 가는 힘을 상쇄시키며 진행 방향에 반대되는 회전력이 발생하게 된다. 이 때문에 탱탱볼을 바닥에 튀기거나 회전을 줘 던지면 탱탱볼은 회전 방향으로 튀기는 것이 아니라 앞으로 갔다 뒤로 가거나 좌우로 흔들리며 튀기게 되는 것이다.

탱탱볼은 가까운 문방구에서 저렴한 가격으로 구입할 수도 있지만 집에서도 아이들과 손쉽게 만들 수 있다.

이번 주말에는 아이들과 탱탱볼을 만들어 같이 가지고 놀아 보는 것은 어떨까?

[실험방법]
준비물 : 종이컵 두 개, 물 100mL, 붕사 2숟가락, 색소(없어도 무방), P.V.A 계열 풀
?????????(붕사는 약국에서 쉽게 구입할 수 있으며 풀은 문방구에 판다)
[실험순서]
1. 종이컵에 물을 부은 뒤 붕사를 넣고 완전히 녹을 때까지 젓는다.
???이때 탱탱볼 색상을 가지고 싶다면 색소를 조금 넣는다.
2. 다른 종이컵에는 P.V.A 풀을 넣어 둔다.
3. 풀이 있는 통에 붕사 녹인 물을 조금씩 넣어가며 젓가락으로 잘 저어준다.
???이때 풀을 많이 넣으면 탱탱볼 만들 때 밀가루 반죽처럼 잘 늘어나지만 굳는데 시간이
?? 더 많이 걸린다.
4. 계속 젓다 보면 젤리 같은 고체 덩어리들이 만들어지는데 이 고체 덩어리들을 잘 건져 내 모아 둔다.
5. 다 건져 내면 손으로 동글동글 굴리며 모양을 만든다.
6. 어느 정도 단단해지면 깨끗한 바닥에 튀겨본다.
???(덜 마른 상태에서 먼지나 모래가 많은 곳에서 튀기면 탱탱볼에 먼지나 모래가 박힐 수 있으니 깨끗한 곳에서 먼저 튀겨 잘 튀는지 확인한다.)

[실험 Tip]
- 탱탱볼을 만든 뒤 남은 붕사와 풀을 가지고 다양한 비율로 섞어 보는 것도 좋다.
- 붕사를 물에 녹일 때 붕사를 적게 넣으면 탱탱볼이 잘 튀겨지지는 않지만 바닥에 놓으면 평평하게 펴진다. 어느 물체 위에 올려놓으면 흘러내리는 것을 볼 수 있다.

글 : 양길식 과학칼럼리스트