모나미 볼펜 심을 물 속에 넣으면 일자로 서잖아요~

한마디로 말씀드리면

볼펜심을 구성하고 있는 여러 재질들의 비중의 차이 때문입니다..

 

어떤 물체를 물 속에 넣을 경우

물보다 비중이 큰 것은 가라앉고 작은 것은 물에서 뜨게 됩니다..

 

볼펜심(금속부분)의 재질이 뭔지 몰라서 비중을 수치로 말씀드릴수는 없으나

물의 비중인 1 보다는 많이 높습니다..

그러나 잉크가 들어있는 플라스틱 부분은 비중이 1보다 낮습니다..

이 또한 정확한 재질을 몰라서 비중을 수치로 말씀 드릴 수는 없지만

아마도 플라스틱의 한 종류인 LDPE가 아닐까 싶은데,

그렇다면 비중이 0.92 정도 될 겁니다..

따라서 그 플라스틱부분만 빼서 물에 넣으면 뜨게 됩니다..

 

그런데 그 플라스틱에 물보다 비중이 높은 볼펜심(금속부분)이 끼워져 있고,

그 볼펜심(금속부분)은 가라앉으려하고 플라스틱은 뜨려고 하다보니

보신 것처럼 물속에서 1 자로 서게 되는 것 입니다..

 

이 답변을 적으면서

볼펜심에 들어있는 잉크의 양에 따라 뜨는 정도가 다르겠구나 하는 생각에

직접 볼펜심 4개를 가지고 실험해봤는데 역시나

볼펜심에 들어있는 잉크의 양에 따라 가라앉는 정도가 다르더군요..

그건 잉크의 비중과,

들어있는 잉크의 양에 따라 차이가 생기는 플라스틱 부분의 빈 공간과도 관련이 있습니다..

볼펜심을 물에 넣었을 때

잉크가 들어있던 빈 공간에 물이 들어간다면 그 빈공간과는 관련이 없겠으나

볼펜심을 완전히 물속에 담근다 하더라도 그 빈 공간에 물이 들어가지 못하므로

그 빈공간에는 공기가 차있고 그 공기는 물에서 뜨려 하기 때문에

잉크의 양과도 관련이 있는 것입니다..

 

아무튼 실험 결과

잉크가 거의 차있는 볼펜심의 경우는

금속부분이 바닥에 닿은 상태로 1 자로 서있었습니다..

 

잉크가 2/3 쯤 들어있는 볼펜심은

1 자로 서 있는 상태에서 끝부분이 물에 잠겨있긴 하나 수면과 비슷한 높이를 유지하더군요..

 

잉크가 반 이하로 줄어든 2개의 볼펜심은 

끝부분이 수면위로 솟은 상태인데 잉크의 양에 따라 그 높이가 다르더군요..

 

이 정도면 아이에게 설명할 수 있을지 모르겠는데

제가 해본 것처럼 여러개의 볼펜심으로 아이와 함께 직접 해보시면

더 좋은 교육이 되리라 싶네요..

 

덕분에 재미있는 실험을 직접 해보게 되었네요.. ㅎㅎ