[대결~! 섭섭박사를 이겨라!] 가장 멀리까지 달려라! 고무줄 자동차

여덟 번째 대결

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이글이글~, 한여름의 태양보다 더 뜨거운 기운이 느껴지고 있어요. 바로 섭섭박사님이 내뿜는 열기예요! 5연패의 늪에서 반드시 탈출하고 말겠다는 강한 의지가 느껴지지 않나요? 하지만 도전자들의 눈빛도 만만치 않아요. 씽씽 달리는 자동차의 한 판 승부! 이 대결의 승자는 누가 될까요? 두근두근, 개봉 박~! 두~!

자동차를 달리게 하는 힘은 ‘자동차의 심장’인 엔진이 내요. 차에 시동을 걸면 축전지에 저장돼 있던 전기에너지가 엔진을 움직이기 시작하죠. 엔진은 2만V 이상의 강력한 전기로 연료에 불을 붙여 태워요. 이때 연료가 갖고 있던 에너지가 자동차의 피스톤을 움직이고, 이 힘이 다시 바퀴를 돌리는 거랍니다.

그럼 연료에 어떻게 불이 붙을까요? 엔진을 움직이는 연료는 경유, 휘발유, LPG, 전기, 친환경 에너지 소재 등 차에 따라 다양해요. 차에 시동을 걸면 액체 상태로 있던 연료는 ‘기화기’라는 장치를 거치며 기체로 변한 뒤 외부 공기와 섞여요. 처음부터 기체 상태였던 연료 역시 외부에서 들어온 공기와 섞여요. 물질은 액체일 때보다 기체일 때 주변과 닿는 면적이 훨씬 넓어요. 그래서 전압이 높은 전류를 만나면 거의 폭발하듯 불이 붙는 거예요. 가스나 가루 상태로 있던 물질이 작은 불꽃에도 큰 폭발을 일으키는 것과 같은 원리지요.

섭섭박사님과 도전자들이 만들 자동차의 엔진은 바로 고무줄이에요. 연료가 아닌 고무줄의 탄성이 자동차를 움직이는 에너지가 되지요. 고무줄이 어떻게 에너지를 내냐고요? 그건 본격 대결을 통해 알려 줄게요~!







오늘 대결 종목은 ‘고무줄 자동차’ 경주! 손에 쏙 들어오는 작은 크기지만, 바퀴의 축부터 작은 ‘타이어’까지, 갖출 건 모두 갖춘 정교한 제품이랍니다. 이 자동차를 가장 멀리까지 보내는 사람이 이기는 거예요.

도전자들은 얇은 나무판으로 자동차 만들기부터 시작했어요. 작고 정교하게 잘린 부품을 판에서 떼어낸 뒤, 순서에 따라 하나하나 조립했지요. 이때 중요한 건 달리는 도중, 바퀴를 지탱하는 축이나 바퀴 자체가 흔들리지 않고 일정한 방향을 유지하도록 하는 거예요. 그러기 위해서는 작은 원형의 판을 바퀴와 축 사이에 끼워 단단히 고정해야 하지요. 도전자들은 칼로 판의 구멍을 조절하거나, 고무줄로 축을 감싸는 등 자기만의 방법으로 견고한 차량을 만들었답니다.



1시간 가량이 지난 뒤, 도전자들 앞에는 각자 열심히 만든 자동차 한 대씩이 놓여 있었어요. 바탕을 모두 만들었으니 이제 ‘엔진’을 달아야겠죠? 여기서 고무줄 등장!

고무는 물체가 변형됐을 때 원래대로 돌아가려는 성질인 ‘탄성’이 강해요. 고무줄을 자동차 중심에 걸고 바퀴 축에 감아 돌렸다가 바퀴를 잡고 있던 손을 놓으면 늘어났던 고무줄이 원래대로 돌아가지요. 이 힘으로 바퀴 축이 돌아가며 자동차가 달려간답니다.

그런데 고무줄을 여러 개 이용한다고 무조건 좋은건 아니에요. 탄성력이 강하면 강할수록 처음에 늘리는 데 엄청난 힘이 필요하거든요. 그러면 바퀴 축을 돌리는 횟수가 줄어들어서, 결국 초반 속도만 빠를 뿐 이동 거리는 짧아진답니다.
 




도전자들은 각자가 만든 자동차에 알록달록 고무줄을 감아 엔진을 달아 주었어요. 섭섭박사님처럼 나무젓가락을 이용해 엔진에 힘을 더한 도전자도 있었지요. 각자 자신의 자동차가 가장 힘을 낼 수 있도록 꾸민 뒤, 드디어 대결 시작!

먼저 도전자들은 남자팀, 여자팀으로 나눠 예선을 펼쳤어요. 똑바로, 그리고 멀리까지 자동차를 보낸 송원준, 한태인 도전자가 각각 예선전에서 승리를 거뒀지요. 본선 경기에서는 자동차가 반 바퀴 빙그르 돌아 엉뚱한 방향으로 가 버린 한태인 도전자가 아쉬운 고배를 마셨어요. 비스듬한 바퀴 때문이었죠.

그리고 대망의 결승! 다른 도전자들의 열띤 응원 속에 섭섭박사님과 송원준 도전자는 출발선에 조심스럽게 자동차를 놓았어요. 바퀴를 뒤로 굴려 고무줄을 감아 주는 것도 잊지 않았죠. 모두가 침을 꿀꺽 삼키며 지켜보는 가운데 달려가는 자동차들!

아, 그런데 이게 웬일일까요? 섭섭박사님의 자동차가 도전자들의 예선전 결과보다 훨씬 짧은 거리만 달려간 뒤 멈춰버렸어요! 반면 송원준 도전자의 자동차는 곧게 쭉 뻗어가서 자신의 최고 기록을 세웠답니다. 송원준 도전자는 “아무런 장식 없이 자동차를 튼튼하게 만든 게 승리의 비결인 것 같다”고 밝혔어요.
 

 
과연 다음 대결에서는 섭섭박사님이 연패의 늪을 탈출할 수 있을까요? 흥미진진, 웃음만발 ‘대결~! 섭섭박사를 이겨라!’ 다음 편을 기대해 주세요.
 

글 : 김은영 기자 gomu51@donga.com
사진 : 김은영 기자 gomu51@donga.com
어린이과학동아 2015년 16호


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