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ㆍ작성자
ㆍ작성일	2001/10/29
ㆍ분 류	원리&현상

ㆍ추천: 0 ㆍ조회: 1984

[작용반작용]선풍기를 단 요트는 어디로 갈까?

모형 요트를 만들었는데 바람이 없어서 움직이지 않았다. 그래서 요트에 선풍기를 실어 돛에 바람을 보내기로 했다.
과연 요트는 어디로 진행할까?(외부 조건은 모두 무시)

가끔 과학 시간에 작용-반작용의 원리를 설명할 때 나오며, 기술 시간에 짖꿋은 선생님들이 질문을 하기도 하는 문제이다.
그 때 선생님들은 "요트는 움직일 수가 없다"라고 답을 내렸을 것이다. 아주 옛날 나도 그랬으니까..

그 이유는 두가지 부분으로 나누어 설명을 하게 되면 되었다. 요트와 선풍기를 따로 분리해 놓는 것이다.

(1) 요트에는 돛을 달고 선풍기를 항구에 설치했을 때 선풍기를 작동시키면 그 바람을 받아 요트는 앞으로 진행할 것이다.

(2) 요트 뒤에 선풍기만 달고 작동시켰을 때는 그 바람의 반대 방향으로 반작용이 미쳐 요트가 뒤로 진행할 것이다.

이와 같이 서로 진행하는 방향이 반대이므로 그 힘이 서로 상쇄되어 요트는 전후로 진행하지 않고 그대로 있을 것이다.

그런데 실제로 아주 큰 선풍기를 돛이 달린 요트 뒤에 부착한 후 작동을 시켰더니, 실제로 그 요트는 약간씩 뒤로 진행을 하는 것이 아닌가? 왜 그런 일이 벌어졌을까?

이 문제의 답은 "요트는 움직이지 않는다","요트는 뒤로 진행한다" 두가지 모두 맞는 답이 될 수 있다. 그러나 여기서 반드시 알아 둘 것은 이론적 조건을 바로 제시해야 한다는 것이다.

실제로 요트는 뒤로 움직이는데, 이유는 다음과 같다.
선풍기에서 나오는 바람의 힘을, 반작용에 의해 요트는 반대 방향으로 그대로 전부 받지만,
돛이 받는 바람은 선풍기가 회전하며 바람을 내보내므로 돛이 아닌 그 옆 부분으로 손실되는 바람이 생기므로 바람의 전부가 돛에게 영향을 미치지는 아니한다.

그래서 선풍기가 바람을 내는 반작용이 돛에 미치는 바람의 영향보다 크므로 요트는 뒤로 진행한다는 결과가 나온 것이다.

이 때 "선풍기에서 나온 바람이 전부 요트에 전달될 경우"라는 조건을 제시한다면 당연히 "요트는 움직이지 않는다"라는 답을 낼 수 있는 것이다.