요즘에는 아이들이 너무 바쁘다. 학원도 가야 하고, 학습지도 풀어야 하고, 다른 아이들과 어울리려면 가끔 컴퓨터 게임도 해야 하고… 할 일이 너무 많다.

부모도 바쁘고 아이도 바쁘다. 이러다 보니 초등학교 아이들도 휴대전화를 가지고 다니는 경우가 많다. 발달된 과학 기술 덕분에 어디서든 통화를 할 수 있지만 휴대전화를 가지고는 소리가 전달되는 원리를 알기 어렵다.

이번에는 엄마, 아빠 세대의 추억 놀이, 쉽고도 간단한 실전화기 만들기 놀이를 해보자. 실전화기만 만들면 재미없으니 고무줄, 낚싯줄, 구리선, 풍선을 이용한 전화기도 만들어서 어떤 것이 소리가 더 잘 들리는지 알아 보자.

그럼 준비물을 챙겨 보자. 종이컵, 볼펜, 막대(성냥 또는 이쑤시개 또는 클립), 실, 고무줄, 낚싯줄, 구리선, 풍선, 칼을 준비하자. 먼저 볼펜 끝으로 종이컵 밑바닥에 구멍을 뚫는다. 실을 바닥에 끼운 뒤 안쪽에서 막대에 묶는다. 실을 팽팽하게 잡아당긴 뒤 한명이 종이컵에 대고 이야기하면 한명은 귀에 대고 듣는다. 그러면 실전화기가 완성된다. 실 대신에 구리선, 낚싯줄, 고무줄 등을 이용하여 전화기를 만들어 보자.

풍선을 이용해서도 전화기를 만들어보자. 종이컵 바닥 부분을 십자로 자른다.

풍선을 불어 십자로 자른 종이컵 밑부분에 끼워 넣으면, 풍선 전화기도 완성된다. 한 명은 종이컵을 귀에 대고 다른 한 명은 종이컵을 입에 대고 이야기 해본다.

그럼, 이제 전화기 성능을 시험해 보자. 실 전화기를 사용하다가 실의 일부분을 손으로 잡거나, 실을 느슨하게 하면 소리는 어떻게 들리는가?실전화기를 1개 더 만들어 두개의 전화기를 엇갈리게 꼰 다음 한 개의 종이컵에 대고 한 명이 이야기하면 3명이 동시에 듣도록 한다.

1명만 들을 때에 비해 소리는 어떻게 들리는가?여러 전화기의 소리를 비교해 보면 어떤 전화기의 소리가 가장 잘 들리는가?풍선 전화기는 중간에 한번 풍선을 꼬았을 때 소리는 어떻게 들리는가?

우리가 말을 하면 목이 떨리는 것을 느낄 수 있다. 떨림!이것이 바로 소리의 시작이다.

모든 소리는 떨림, 다시 말해 진동에 의해 만들어진다. 실전화기를 이용해 통화하는 도중 실을 잡거나 느슨하게 하면 소리가 들리지 않는다.

왜냐하면 소리는 매질의 진동을 통해 그 떨림이 전달되는데 실이 느슨해지면 실이 원상태로 돌아오려는 탄성력이 떨어져 소리의 진동을 효과적으로 전달할 수 없기 때문이다.

1대 1 전화 대신 1대 3 전화를 하면 말하는 사람과 직선 방향에 있는 사람은 1명만 들을 때와 들리는 정도가 같지만 직각 방향의 두 사람은 1명만 들을 때에 비해 약하게 들린다.

낚싯줄이나 구리선을 이용하면 실에 비해 소리가 더 선명하고 크게 들린다. 하지만 고무줄을 이용하면 같은 고체이지만 소리가 전달되지 않는다. 이것은 고무줄이 소리의 진동을 흡수했기 때문인 것으로 생각할 수 있다.

공기 중에서 말할 때 보다 실전화기를 통해 말을 하면 말소리가 더욱 크고 선명하다.

그것은 매질의 탄성률(원상태로 돌아오려는 정도)이 클수록 소리의 전달 속도가 빠르기 때문이다. 탄성률은 고체-액체-기체의 순으로 크다.

기체보다는 고체가 1000배 이상 탄성률이 좋다. 그러므로 소리는 고체에서 더 빨리 전달되고 소리도 크고 선명하게 들린다.



홍준의 한성과학고 교사