달걀은 왜 세로로 세우기 어려울까요?

Question

달걀을 바닥에 세우려고 하면 쉽게 쓰러지지만, 특정 조건에서는 세울 수 있다는 이야기도 있습니다.

달걀의 무게중심과 형태가 균형에 어떤 영향을 미치는지 과학적인 원리가 궁금합니다.

Answer 1

달걀을 세우는데 가장 중요한 것은 무게중심과 접촉면의 균형입니다.

우선 달걀의 내부는 액체이기 때문에 달걀을 잡고 기다리면 내부 액체 중 노른자가 아래로 내려가 전체 무게 중심이 낮아집니다. 그리고 무게중심에서 지면으로 내린 중력선이 바닥과 만나는 접촉면 안을 정확히 지나야 합니다.

하지만, 이론상으로는 가능하다고 하지만, 실제로는 먼저 말씀드린 달걀 내부의 액체 등으로 인해 무게 중심이 계속 변할 수 있어 무게 중심을 고정하고 정확히 잡는 것은 매우 어려운 일이죠.

Answer 2

안녕하세요. 임형준 수의사입니다.

달걀은 아래쪽이 둥글어 바닥과 닿는 면적이 매우 작고, 무게중심이 그 접촉면 위에서 조금만 벗어나도 쉽게 넘어집니다. 다만 껍데기 표면에는 미세한 요철이 있어 접촉점을 잘 찾으면 세울 수 있습니다. 춘분 같은 특정 날짜에만 가능한 것은 아니며, 평평한 바닥과 달걀의 형태, 무게중심 조건만 맞으면 어느날이든 세울 수 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 달걀을 세로로 세우기 어려운 이유는 달걀의 무게중심과 바닥이 만나는 지점의 관계, 그리고 달걀의 둥글고 뾰족한 비대칭적인 형태 때문입니다. 달걀에도 당연히 중력이 작용하는데요, 이 중력은 달걀의 질량이 모여 있다고 생각할 수 있는 무게중심에서 아래쪽으로 작용합니다. 달걀을 뾰족한 부분이 아래로 향하도록 세우면, 바닥과 접촉하는 부분이 매우 작은데요, 이때 달걀의 무게중심에서 아래쪽으로 내려간 가상의 선이 바닥과 접촉하는 영역 안에 정확하게 들어와야 달걀이 안정적으로 서 있을 수 있습니다. 조금만 기울어져도 무게중심을 지나는 수직선이 접촉점을 벗어나면서 중력이 달걀을 더 기울이는 방향으로 회전시키기 때문에 결국 넘어집니다. 반대로 넓고 둥근 부분을 아래로 놓으면 상대적으로 안정적인데요, 달걀의 바닥이 둥글기 때문에 정확히 한 점이 아니라 어느 정도 넓은 영역에서 바닥과 접촉할 수 있고, 달걀이 조금 기울어졌을 때 무게중심의 수직선이 다시 접촉 영역 안쪽으로 돌아가려는 방향의 힘이 생길 수 있습니다. 이것이 안정성을 높여 줍니다.

그런데 달걀을 세로로 세우는 것이 원리적으로 불가능한 것은 아니며, 특히 달걀의 뾰족한 부분을 아래로 하고 아주 정확하게 균형을 잡으면 잠시 세울 수 있습니다. 달걀은 완벽한 대칭 구조가 아니고 표면도 미세하게 울퉁불퉁하기 때문에, 바닥과 접촉하는 작은 부분이 일종의 받침점 역할을 할 수 있기 때문입니다. 감사합니다.