동글동글한 물방울 모양에는 이유가 있다!

네모난 물방울은 없나요? 동글동글한 물방울 모양에는 이유가 있다!

 

"엄마, 물방울은 왜 동그래요? 네모난 물방울은 없어요?"

 

아이들을 키우다 보면, 이런 엉뚱한 질문을 받기도 하는데요! 하지만 항상 물방울은 동그랗다고 이해하고 살아온 엄마에겐 왜? 라는 근본적인 이유를 묻는 이 질문은 어렵기만 합니다. 그렇다고 아이에게 "엄마도 모른단다. 물방울은 그냥 동그란 거야"라는 대답을 해줄 수는 없고 말이죠. 생각해보면 항상 접하는 물인데, 그 이유를 생각해 본적 없는 내 자신에게 놀랍기도 합니다. 그래서 오늘은 이 물방울의 모양에 대한 이야기를 가져왔습니다.

 

▮ 물방울은 모두 다 동그란 모양을 하고 있다!?

깨끗한 유리 표면에 작은 물방울을 떨어뜨려 보신 적 있으시죠? 물방울을 떨어뜨리면 유리 표면에서 흩어지지 않고 타원형의 모습을 하고 있는 물방울을 볼 수 있습니다. 유리뿐 아니라 나뭇잎, 풀, 바닥 등 어느 곳에 떨어뜨려도 동일한 구 모양을 취하는 물방울을 보실 수 있으실 텐데요. 이것은 바로 '표면장력' 때문입니다.

 

 

표면장력은 물 분자끼리 서로 끌어당기려는 힘을 가지고 있어 물 안에 있는 분자가 물 표면에 있는 분자를 끌어당기면서 가능한 한 표면의 면적을 작게 하려는 힘을 말합니다. 이로 인해 물방울은 흩어지지 않고 둥글고 볼록한 원형의 모양을 이루게 되는 것이죠. 

 

그런데 왜 하필 동그란 원형일까요? 이는 구가 정육면체나 직육면체처럼 각진 모양보다 구가 상대적으로 표면적이 더 작기 때문에 물방울은 구 모양의 둥근 원형을 유지하는 것입니다. 만약 각진 형태가 표면적이 더 작았다면 물방울은 각진 모양이 되었겠지요!

 

▮ 우리 주변에서 볼 수 있는 표면장력 현상은

표면장력 현상은 단어 자체가 어렵죠? 하지만 우리 주변에서 쉽게 접할 수 있는 것이 바로 이 표면장력이랍니다. 물이 가득찬 컵에 물을 더 넣었을 때 물이 넘치지 않고 물 표면이 위로 볼록하게 솟아오르거나 물 표면에 형성된 막 때문에 클립이 뜨는 것, 그리고 물웅덩이에 있는 소금쟁이가 물 위를 뛰어다니지만 물에 빠지지 않는 원리들이 모두 표면장력에 의한 것이랍니다. 밀도가 물보다 큰 클립이 가라앉지 않지 않도록 받쳐주는 힘과 소금쟁이의 몸무게를 떠받치는 힘이 작용하면서 마치 수면에 원형의 얇은 탄성 막이 형성되면서 이들이 물 위를 떠다닐 수 있게 하는 것이지요!

 

 

지금까지 표면 장력에 대해서 알아봤는데요! 이제 누가 물어봐도 물방울이 왜 둥그런 형태인지 대답해 줄 수 있을 것 같지 않나요?♡_♡ 사실 우리가 살고 있는 이 지구라는 행성도 표면장력 때문에 동그란 모양을 하고 있답니다! 지구 말고도 태양, 지구, 달 등의 대부분의 천체도 물방울처럼 동그란 모양을 하고 있는 것도 같은 이유입니다. 태양의 표면이 액체 상태로 녹아 있고, 지구와 달도 처음 행성으로 탄생할 때 뜨거운 열에 의한 액체 상태였기 때문에 둥근 형태를 갖게 된 것이지요. 이처럼 우리 생활과 매우 밀접한 표면장력 현상, 이제는 생활 지식으로 알아 두세요!

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