동전이 갑자기 작아지는 과학 저금통

일전에 동전을 저금하는 저금통 중에서 동전이 회전하면서 들어가는 과학 장난감으로 소개를 드린 적이 있는데 이번에도 저금통 중에서 물리 현상을 이용하여 신기한 재미를 주는 과학 장난감 저금통을 소개해 드리려고 합니다.

이번에는 동전이 회전하는 게 아니라 500원짜리 100원짜리 동전을 저금통 속에 넣으면 마치 1원짜리 동전처럼 어이없이 작아지는 동전 축소 저금통입니다. 게다가 깔때기 같은 좁은 통로로 통과해서 들어가는 신기한 모습도 보여 줍니다. 위의 사진처럼 저금통 속에는 깔때기를 통과해서 들어가는 미니 상자가 있는데 그 속에 작아진 동전이 들어가 있는 모습이 앙증맞아 보이기도 합니다.

거울과 렌즈의 눈속임을 탐구하는 시간

아이들과 이 저금통으로 과학 홈스쿨링을 하기 전에 일단 저금통 속에 동전을 넣으면 어떻게 될지 예상해 보게 하면서 오늘의 탐구를 시작하도록 합니다. 그러기 위해서는 저금통의 외형을 아이들로 하여금 자세히 꼼꼼히 관찰하게 합니다. 어떤 구조로 어떤 모양으로 제작된 저금통인지 관찰하면서 스스로 자기가 예상한 것에 대해 의견을 피력할 수 있도록 하는 것이지요. '동전이 깔때기에 걸려서 들어가지 않을 것 같은지' 아니면 '깔때기 속으로 들어가지 못하고 상자 바깥에 떨어질 것 같은지' 다양한 예상이 나올 수 있는 사전 탐색 과정을 거친 다음, 아이에게 스스로 저금통에 동전을 넣어 보게 하고 결과를 확인시켜 줍니다. 그제야 아이들은 신기한 탄성을 내놓을 텐데 과연 어떻게 원뿔을 통과할 수 있었던 건지, 동전이 어떻게 작아진 건지 하나씩 부모님의 질문을 통해 추론해 보게 하면 좋을 것입니다.

 

사실 이 저금통은 빛을 이용한 과학 장난감입니다. 정확히 표현하면 빛을 반사하는 거울과 빛을 굴절시키는 오목 렌즈를 이용한 과학 장난감입니다. 자세히 보면 깔때기 좌우의 대각선으로 티가 나지 않는 거울면이 있어서 마치 저금통 속 공간에 깔때기가 있는 것처럼 보이지만 실은 거울면이 저금통 속 공간의 반을 가리고 있고 깔때기의 한쪽 면만 있는 것일 뿐, 애초부터 동전이 통과해야 하는 깔때기 같은 것은 없는 저금통입니다.

아울러 깔때기 아래 투명 상자의 면은 평평한 면이 아니라 오목 렌즈로 만들어진 면입니다. 오목 렌즈는 가운데가 양 옆보다 더 얇은데 오목 렌즈를 통과한 빛은 건너편 물체를 실제 크기보다 작아 보이게 하는 성질이 있어서 저금통에 들어간 동전이 마치 1원짜리 동전처럼 작아 보이는 것입니다.

빛에 대한 다양한 체험으로 확장하는 것이 중요

아이들과 추론하면서 조금씩 그 범위를 빛에 대한 부분으로 좁히고 나면 보고서를 쓰기 전에 거울면을 가지고 글자나 그림을 대 보면서 반사되었을 때 어떻게 보이는지 확인하고 특히 거울면 끝을 중심으로 대칭되는 그림이 만들어지는 과정을 확인하게 되면 동전 축소 저금통의 트릭이 어떻게 이루어졌는지 조금은 궁금증이 풀릴 것입니다.

그러고 나서 마찬가지로 돋보기(볼록 렌즈)와 오목 렌즈를 가지고 건너편의 물체가 어떻게 보이는지 관찰을 시켜주도록 합니다(돋보기 원시 교정용 안경과 근시 교정용 안경을 가지고 체험하셔도 될 것 같습니다). 사실 렌즈를 통과한 빛이 어떻게 굴절되는지 참고서나 과학 도서에 도식화하여 표시한 그림이 많은데 저학년 아이들이 이해하기는 어려울 수 있습니다. 그러니까 그런 것보다는 볼록 렌즈와 오목 렌즈의 특징과 차이점에 집중하여 체험할 수 있도록 하면 좋을 것입니다. 그리고 이런 과정을 종합하고 나서 이와 관련하여 자료를 조사하여 보강하고, 체험 과정을 사진으로 첨부하면서 역시 체험 보고서를 작성하면서 과학 홈스쿨링을 마무리하도록 합니다.

 

사실 빛은 그 자체가 우리 생활 전부나 다름없기 때문에 아주 어린 유아 때부터 그림자놀이와 같이 빛에 대해 체험활동을 많이 하는데 이 과학 장난감과 같이 빛의 성질을 체험해 볼 수 있는 활동도 다양한 게 사실입니다. 특히 빛을 이용한 과학 체험은 꼭 실험 형식이 아니어도 집에서 해볼 만한 활동이 많으니 이를 통해 많은 체험을 해 보시길 추천합니다.

여러 색깔의 빛을 혼합하거나 바늘구멍을 통해 빛이 상을 맺게 하거나 하는 등등의 체험을 통해 흔하지만 사실 인지하기 까다로울 수 있는 빛의 성질에 대해서 익혀 나간다면 아이들에게는 세상 속의 과학 원리를 좀 더 해석할 수 있게 되는 시간이 될 것입니다.