비닐에 쌓여 있는 사탕을 까서 먹을때 지그재그 모양으로 되어 있는 비닐을 양쪽을 엇갈려서 비닐을 찢는 과학적인 원리가 뭔가요??

Question

비닐에 쌓여 있는 사탕을 까서 먹을때 지그재그 모양으로 되어 있는 비닐을 양쪽을 엇갈려서 비닐을 찢는 과학적인 원리가 뭔가요?? 평평하게 되어 있으면 양쪽으로 엇갈려서 비닐을 찢으려해도 잘 찢어지지 않는데,,,어떻게 잘 찢어 질까요??

Answer 1

안녕하세요. 김찬우 과학전문가입니다.

실제로 음식물을 비닐로 밀봉해 놓고 판매하는 경우가 많습니다. 비닐의 가장자리를 열로 증착을 통해 내부로 공기가 들어가 내부의 음식이 상하지 않도록 만들고 있습니다. 이러한 열로 밀봉된 부분을 자르기 위해서 지그재그로 홈을 만들게 됩니다. 이는 이 밀봉된 부분이 열로 경화되어 딱딱한 상태로 되어 있기 때문에 지그재그와 같은 홈이 없다면 잘리지 않게 됩니다. 열로 증착되지 않는 비닐 부분은 부드럽고 손에 의해 더 잘리지 않지만 열로 경화된 비닐 부분은 딱딱하지만 부드러운 상태일때보다 물리적으로 자르기 쉽게 되어 있기 때문에 홈에 의해서 물리적으로 분자구조를 분리시킬 수 있습니다.

그럼 답변 읽어주셔서 감사드리며, 도움이 되셨다면 '추천'과 '좋아요' 부탁드리겠습니다. 추가로 궁금하신 사항이 있으시면 언제든지 댓글달아주시면 답변 드리겠습니다:)

Answer 2

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

비닐은 고분자화합물로 이루어져 있고 조직간의 결이 존재합니다.

그래서 지그재그로 결이 만들어진상태에서는 그 결을따라 찢어지기 쉽지만, 결이없는부분에서는 새로 결을 만들어주는 에너지를 가해야 하기 때문에 찢기가 어려워 지는 것입니다.

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

비닐 사탕의 지그재그 모양은 응력 집중이라는 원리를 이용하여 쉽게 찢어낼 수 있도록 설계되었습니다. 응력 집중은 특정 지점에 힘이 집중되어 주변보다 더 큰 응력이 발생하는 현상입니다. 비닐 사탕의 지그재그 모양은 힘을 가했을 때 모서리가 가장 먼저 늘어나고, 이로 인해 모서리 부분에 응력이 집중됩니다. 이러한 응력 집중으로 인해 모서리가 먼저 찢어지고, 찢어진 부분이 지그재그 모양을 따라 쉽게 찢어져 나가는 것입니다.따라서 비닐 사탕의 지그재그 모양은 과학적인 원리를 이용하여 힘을 최소화하면서도 쉽게 찢어낼 수 있도록 설계된 것입니다.

Answer 4

안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.

비닐은 플라스틱으로 만들어진 물체이며, 이러한 플라스틱은 유연하고 탄성이 있습니다. 지그재그 모양으로 된 비닐을 양쪽을 엇갈리게 찢는 과정은 플라스틱의 탄성에 의해 일어납니다.

비닐을 찢기 위해 압력을 가하면, 플라스틱 분자들 사이의 결합이 일시적으로 늘어나고 단백질의 격자와 같이 탄성 에너지를 저장합니다. 그리고 이 에너지가 풀려나면서 비닐이 원래 형태로 돌아오면서 튕겨져 나갑니다.

양쪽을 엇갈리게 찢는 과정은 이러한 탄성 에너지를 충분한 양으로 축적하는 것입니다. 비닐을 서서히 찢는 것이 아닌 빠르게 잡아당기면서 찢으면 더 많은 에너지가 축적되고, 결국 찢는 지점이 생기며 비닐이 찢어집니다.