솜뭉치와 축구공에 덧붙이는 질문입니다.

[scteach]

아래에서 솜뭉치와 축구공 무게비교실험에 대해 여러가지 답변을 봤는데요..

약간 다르지만 비슷한 질문이 있어서 답변을 들어보고싶네요..

과학교과서에 공기의 무게를 확인하는 실험이 있다는거 아실겁니다.

두 개의 비치볼을 준비해서 양팔 저울의 양 쪽에 각각 매달아 놓은 후,

한 쪽 비치볼에는  공기를 넣고 다른쪽은 쭈글쭈글한 상태로 놔둡니다.

교과서에서는 공기를 넣은 비치볼 쪽으로 저울이 기울어지므로 공기의 무게를 확인할 수 있다고 설명을 합니다.

그런데, 이 실험은 오개념을 불러오지 않을까요? 라는게 제 질문입니다.

그러면서 좀 이상하기도 하구요.

만약에 페트병(앞의 질문 설명하신 분들이 예를 드셨죠..)으로 실험을 한다고 해도 같은 결과가 나타날까요?

하나는 찌그러뜨려서 저울에 올리고 다른 하나는 그냥 마게만 닫아서 저울에 올린다면요..?

제생각엔 무게 차이가 안나는게 아닐까 싶은데요..

만약 그렇다면 비치공의 경우는 공기가 압축되어서 무게가 더 나가는걸까요? 아니면 이산화탄소 때문?

그리고 압축때문에 발생한 실험이라면 학생들에게는 주변공기를 고려한 생각을 하지 못하는 오개념을 가지게 되지 않을까요?

인터넷(사이언스올)에 들어가 보니 같은 질문이 올라와있더군요. 그리고 답변두요..

아래는 수업을 받은 듯 한 6학년 학생의 답변입니다.

님이 가볍다는건 우리가 느꼇을 때만 가벼울 뿐이지 모든 물체는 질량을 가지고 있습니다. 그런데 우리가 못느끼는 것은 주위에 공기로부터 영향을 받고 있기 때문이죠. 하지만 중력가속도를 아실지 모르겠는데 어쨋든 공기가 있다는 자체로서 비치볼은 무게가 증가 합니다. 그러니 비치볼은 밑으로 가라앉지요.
이것이 저의 설명입닏. 아참 님 어느초등학교신지?
저는 안산중앙초등학교 6학년입니다.

여러분들 생각은 어떤가요?

[석돌...]

아마도 공기가 압축된 영향이 가장 클것 같습니다. 풍선은 탄성이 있어서 풍선 안의 공기는 탄성력에 의한 압력과 대기압을 동시에 받게 됩니다. 따라서 풍선안은 압력이 높고 밀도 역시 큽니다. 그래서 기울어 지는 듯...만약 뚜껑이 있는 페트병에 공기를 압축해서 넣는다면 더 무거워질겁니다. 만약 대기압 하에서 뚜껑만 닫는다면 뚜껑을 열어둔 놈이랑 같겠죠. 근데 뚜껑도 저울에 같이 올려 놓아야 같을 듯..

[우동이]

석돌님의 말씀이 맞는듯 합니다. 압축되지 않고 공기를 넣었을 경우는 물체가 포함하는 부피(유체=공기)의 무게와 부력이 같아 상쇄되어 똑같은 무게를 가지겠지만, 압축되어 버리면 더 큰 무게가 되겠죠. 따라서 그냥 압축하지 않고 뚜껑을 닫으면, 아마도 평형이 이루어져 공기의 무게를 잴 수 없을 것 같네요.