다양한 놀이기구들이 들어서 있는 놀이공원은 어린이들에게 더없이 좋은 오락공간이지만 단순히 놀이를 위한 공간만이 아닌 꿈과 환상의 공간이자 호기심의 공간이기도 하다. 놀이기구를 이용하다보면 ‘롤러코스터는 그렇게 빨리 회전하면서도 튀어나가지 않을까?’부터 시작하여 ‘바이킹을 탔을 때 가슴이 울렁거리는 이유는 뭘까?’, 그리고 ‘서로 부딪쳐도 사고가 나지 않는 범퍼카는 어떤 원리로 움직이는 걸까?’ 등등 의문이 꼬리를 물기 마련이다.

이런 놀이기구에는 놀라운 과학 원리들이 숨겨져 있는데 이를 교실에서 앉아 책으로 공부한다면 가뜩이나 어려운 과학 때문에 어린이들은 쉽게 흥미를 잃을 것이다. 그러나 어린이들이 놀이기구에서 즐겁게 놀면서 설명보다는 직접 몸으로 체험한다면 어려운 과학원리를 보다 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

그런 창의적 체험의 기회가 한국과학창의재단의 지원으로 진행되고 있어 방학을 맞은 학생들의 마음을 설레게 하고 있다.

과학문화 민간활동 사업으로 진행되는 ‘사이언스 스펀지’

지난 26일, 한국과학창의재단이 과학문화 민간활동 사업의 일환으로 지원하는 ‘사이언스 스펀지’ 프로그램의 ‘사이언스 창의원정대’가 놀이기구 속 숨겨진 과학의 원리를 찾아 경기도에 있는 놀이공원을 방문했다. ‘성동 청소년 문화의집’이 주관하는 ‘사이언스 스펀지’는 청소년들을 대상으로 다양한 과학분야의 체험활동을 실시해 과학에 대한 관심을 유발하고 창의력을 증대할 수 있도록 진행하는 프로그램이다.


특히, ‘사이언스 스펀지’는 정규 교과과정에서 부족한 부분을 직접 현장에서 체험할 수 있도록 하여, 청소년들의 이공계에 대한 관심을 유발하는 동시에 미래 비전을 주체적으로 세울 수 있도록 도모하는 것을 목적으로 한다. 사이언스 멘토 양성과정인 ‘사이언스 아카데미’와 과학연구동아리 모임인 ‘사이언스 리더’, 그리고 과학문화 소외계층을 대상으로 사이언스 멘토들이 찾아가는 ‘과학교실’과 다양한 분야의 현장탐방 체험 프로그램인 ‘사이언스 창의 원정대’ 등으로 구성해 운영하고 있다.

놀이기구 속에 숨겨진 과학 원리

첫 번째 체험한 놀이기구는 ‘바이킹’이었다. 해적선 모양의 바이킹은 75도 경사각으로 올라갈 때의 긴장감과 시속 57km로 달려 내려올 때의 스릴을 즐길 수 있는 놀이기구인데 2개의 모터가 왼쪽, 오른쪽으로 돌면서 배를 왕복운동(진자의 원리)하게 한다. 학생들은 바이킹을 통해 ‘진자의 원리’와 함께 배가 하강하다가 기둥 한가운데를 지날 때 ‘위치에너지’는 최소가 되고 ‘운동에너지’는 최대가 되면서 가장 빠른 속도를 낸다는 등의 과학 원리를 배울 수 있었다.

두 번째 체험기구인 ‘롤러코스터’에서도 학생들은 숨어 있는 과학원리를 발견할 수 있었다. 롤러코스터는 전력 공급 없이도 상승과 하강 운동을 하는데 처음에만 체인에 이끌려 레일의 정상에 오른 뒤, 체인과 연결된 고리가 풀리면 동력공급 없이 중력만으로 달리게 된다. 즉, 높은 곳에서 자전거를 타고 내려오면 페달을 밟지 않아도 되는 것과 같은 원리로 정상에서의 위치에너지가 내려올 때 운동에너지로 바뀌면서 달리게 되는 것이다.

또한, 롤러코스터가 360도 회전을 해도 떨어지지 않는 이유는 레일 밖으로 달아나려는 원심력과 구심력의 크기가 일치하기 때문인데 이는 우리 옛 전통놀이인 쥐불놀이를 할 때 깡통 속 내용물이 밖으로 쏟아지지 않는 것과 같은 이치이다. 학생들은 이런 원리를 롤러코스터를 통해 배울 수 있었다.


회전목마와 같은 회전식 놀이기구는 360도로 돌아가는 원운동을 한다. 돌아가는 회전식 놀이기구의 원판에 공을 올려 놓으면 공은 바깥쪽으로 굴러가게 되는데 그 이유는 돌고 있는 물체가 밖으로 나가고자 하는 원심력 때문이다.

세 번째로 방문한 놀이기구는 회전목마와 같은 회전식 놀이기구였는데 기존의 회전목마와는 달리 속도가 상당히 빨라 학생들은 마치 밖으로 튕겨나갈 듯한 원심력을 즐길 수 있었다.

그밖에도 체험한 놀이기구는 여러 가지가 더 있었는데 그 중 충돌의 재미를 느끼게 해주는 범퍼카가 학생들로부터 높은 호응을 얻었다. 범퍼카는 다른 차와 부딪치더라도 범퍼 속 공기가 가득 채워져 있는 두꺼운 고무튜브로 충격을 줄여 안전하게 탈수 있는 놀이기구인데 학생들은 범퍼카끼리 부딪치고, 부딪친 범퍼카가 뒤로 튕겨 나가는 체험을 통해 작용과 반작용의 과학원리를 배울 수 있었다.

행사를 주관한 ‘성동 청소년 문화의집’ 관계자는 “이번 과학체험 활동을 통해 행사에 참가한 학생들이 이공계 진로에 관심을 갖게 되고, 우리나라의 과학기술 분야의 중요한 인재로 성장할 수 있기를 바란다”면서 “앞으로도 이와 같은 과학대중화 사업을 통해 청소년들이 쉽게 과학문화를 접하고, 생활 속에서 과학을 밀접하게 경험할 수 있는 기회가 많아져 청소년기부터 과학소통 역량이 강화된 창의적 리더로 성장할 수 있기를 기대한다”고 밝혔다.