공중에 부메랑을 던졌을때 돌아오는 과학적 원리는 무엇인가요?

Question

안녕하세요

부메랑은 공중으로 던졌을 때 되돌아오는 도구입니다.

일반적으로는 관성에 의해 날아가는 방향을 유지하려고 하는 게 정상인데, 부메랑은 어떤 원리로 되돌아오는 걸까요??

Answer 1

안녕하세요. 진정현 과학전문가입니다.

부메랑이 돌아오는 원리

'양력'의 원리로 돌아옵니다.

부메랑을 자세히보시면 위아래 모두 평평하지않고 위쪽이 살짝 볼록하게 만들어집니다.

그 상태에서 부메랑을 던지게 되면 아래로 지나가는 공기보다 위로 지나가는 공기의 속도가 빨라집니다.

이때 아래 공기가 윗 공기를 밀면서 양력이 생깁니다.

또한 윗 날개와 아랫날개에 가해지는 힘의 양이 달라 힘이 균형이 깨지면서

한쪽으로 기울게 되는 것이고, 한쪽으로 기울어진 부메랑이 회전하면서

반대쪽으로 돌아오는 원리입니다. 이를 세차운동이라고 합니다!

Answer 2

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

부메랑이 리턴하는것은 기체에서 베르누이 원리 때문입니다. 여기서 말하는 베르누이 원리는 유속이 다른 두 유체가 있을 경우 빠른 속력을 가진 유체의 압력은 작고, 느린 속력의 유체는 압력이 큽니다. 부메랑을 자세히 보시면 비행기의 날개와 같이 한쪽면은 곡면을 그리고 있고 다른 면은 평평한것을 볼 수 있습니다. 이 상태에서 속력을 받게 되면 곡면 쪽 기체의 속력이 빨라져 압력이 낮아지고 평평한 쪽의 유속이 느려 압력이 높아집니다. 즉, 위로 힘을 받아(양력)을 받게 되어 부메랑이 뜰 수 있는 것입니다. 또한 부메랑의 날개의 모양이 휘어 있거나 날개가 여러개가 존재합니다. 이는 부메랑이 날아 가면서 이동 방향에 수직하게 힘을 받게 하기 위함입니다. 이동 방향에 대해 수직하게 힘을 받게 되면 물체는 구심력을 받게되는것이고 원운동을하게 됩니다. 그래서 부메랑이 항상 제자리로 돌아오는 것이죠.

Answer 3

마그누스 효과로 인해 부메랑이 원래 위치로 돌아오게 됩니다.

마그누스 효과는 유체에서 회전하는 물체에서 나타나는 현상입니다.

유체는 한 방향으로 흐를텐데, 물체가 움직이면 어떤 방향은 속도가 빨라지고 그 반대 방향은 속도가 느려질 것입니다.

이런 상대속도로 인해 물체의 속도에 수직인 방향으로 힘이 생기게 되어 물체의 운동에 영향을 주게 됩니다.

Answer 4

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

부메랑의 윗면은 회전방향과 이동방향이 같지만

아랫면은 서로 다른 구조입니다.

이로 인해 서로 받는 힘이 달라져 균형이 깨지고

진행방향을 바꾸게 하는 세차운동이 만들어집니다.

감사합니다.