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[도전!섭섭박사 실험실] 스트링 아트 조명등 만들기

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2018년 02월 06일 16:43 프린트하기

은은한 빛을 내뿜는 조명등은 생활에서 유용하게 쓸 수 있을 뿐만 아니라 그 자체로 예쁜 장식품이 되기도 해요. 이번 메이커 스쿨에서는 기자단 친구들이 스트링 아트를 이용해 예쁜 조명등을 만들었어요. 섭섭박사님과 친구들이 만든 멋진 조명등을 만나 볼까요?

 

어린이과학동아 3호(2월 1일) 제공
어린이과학동아 3호(2월 1일) 제공

스트링 아트는 문자 그대로 ‘실로 만드는 예술’이라는 뜻이에요. 19세기에 영국의 수학자 ‘메리 에버레스트 불’이 학생들에게 직선과 곡선의 관계를 가르치기 위해 실을 사용했던 것이 예술로 발전했지요. 보통 판 위에 핀을 여러 개 꽂은 뒤, 핀과 핀 사이를 무수히 많은 실로 연결시켜 만들어요. 스트링 아트에서는 실로 만들어진 단순한 직선들만으로 다양한 곡선을 표현해서 아름다운 예술 작품을 만들어요. 그런데 어떻게 직선으로 곡선을 만들 수 있는 걸까요? 도형을 몇 개 살펴보면 그 이유를 알 수 있어요. 사각형은 4개의 선분으로 만들어지는 도형이에요. 팔각형은 8개, 십이각형은 12개, 이십각형은 20개의 선분으로 만들어지지요. 이때 도형이 갖는 선분의 수가 늘어날수록 모양은 점점 더 원과 비슷해져요. 스트링 아트에서는 이와 같은 원리로 직선 모양의 실을 많이 나열해서 아름다운 곡선을 만든답니다.

 

 

[본격 메이킹 비법] 자가발전 조명등을 만들어라!


 


 

비법1. 손잡이를 돌리면 조명등이 반짝!

 

기자단 친구들이 만든 조명등에는 배터리가 들어가지 않아요. 대신 모터를 돌려 직접 전기를 만드는 ‘자가발전’ 방식을 사용한답니다. 물체를 움직일 때 사용하는 모터가 어떻게 전기를 만들어서 조명등에 불을 켤 수 있는 걸까요?

 

그 비밀은 모터 속 자석에 있답니다. 덴마크의 물리학자 ‘한스 크리스티안 외르스테드’는 나침반으로 실험을 하다가 전선 주변에서 나침반이 이상하게 움직이는 걸 발견했어요. 이후 1831년, 영국의 물리학자 ‘마이클 패러데이’가 이 발견을 바탕으로 ‘전자기 유도 법칙’을 발표했답니다. 전자기 유도 법칙은 자기력의 변화가 전기를 만들어 낸다는 내용을 담고 있지요.

 

조명등에 달린 손잡이를 잡고 모터를 돌리면 안에 있는 자석이 함께 돌면서 모터 안의 자기력이 변해요. 이 변화는 전자기 유도 법칙에 따라 전기로 바뀌어서 조명등을 환하게 밝힌답니다.

 

손잡이를 한 바퀴 돌리면 모터는 17바퀴 돈다 (사진=정한길 기자)
손잡이를 한 바퀴 돌리면 모터는 17바퀴 돈다 (사진=정한길 기자)

비법2. 모터를 빠르게 돌리는 비결은?

 

자가발전을 통해 만들어지는 전류의 세기는 모터의 회전 속도가 빠를수록 강해져요. 일반적으로 전구를 켜기 위해선 모터가 1분에 수백 바퀴 정도의 속도로 회전해야 하지요.

 

하지만 모터를 아무런 도구 없이 돌린다면 자가발전이 가능할 정도의 빠른 속도를 낼 수 없어요. 그래서 자가발전 조명등의 모터는 커다란 원판과 닿아 있답니다.

 

크기가 다른 두 원이 서로 맞닿아서 회전할 때, 원이 회전하는 속도는 원의 크기와 반비례해요. 예를 들어, 크기가 다섯 배 차이나는 두 원이 맞닿아 회전하고 있다면 작은 원이 다섯 배 빨리 회전하는 거지요. 자가발전 조명등의 경우, 원판과 모터의 크기가 17배 정도 차이가 나기 때문에 손잡이를 한 바퀴만 돌려도 모터를 17바퀴나 돌릴 수 있답니다.

 


 

내가 만드는 메이커 스쿨: 스트링 아트로 조명등을 꾸며 보자!

 

어린이 과학동아 (사진=정한길 기자)
어린이 과학동아 (사진=정한길 기자)

기자단 친구들은 조명등의 몸체를 만든 뒤, 각자 좋아하는 색깔의 실을 이용해서 스트링 아트로 전등갓을 꾸미기 시작했어요. 처음에는 실을 어떻게 연결하면 좋을지 몰라서 조금 망설였지만, 이내 각자 세운 규칙대로 차근차근 실을 연결했지요. 그러자 곧 실이 만든 멋진 무늬가 드러났어요.

 

실의 색과 실을 연결하는 방법이 모두 달라 다양한 색과 무늬의 전등갓이 만들어졌어요. 스트링 아트를 완성한 뒤, 조명등 몸체에 전등갓을 씌우고 손잡이를 돌리자 전구에서 예쁜 불빛이 나오기 시작했답니다! 손잡이를 계속 돌리면 전구의 색이 변하기도 했지요.

 

메이커 스쿨에 참여한 김민서(서울 구암초 5) 친구는“꼼꼼하게 실을 연결한 만큼 예쁜 무늬가 나와서 뿌듯했다”고 소감을 말했어요.

 

 

 
 
>> 더 자세한 내용은 어린이과학동아 3호(2월1일)에 있습니다.
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