SEG - Sound Expert Group

  요요와 훌라후프 - 아이들의 장난감은 한번 유행하기 시작하면 열병처럼 번져가는 경향이 있다. 요요가 바로 그런 장난감으로 한 때 요요를 갖지않은 아이들이 없을 정도였다. 그러나 놀기에 바쁘고 요요의 기술을 습득하기에 바쁜 나머지 요요가 어째서 굴러내려가다가 다시 올라오는지를 궁금해하는 아이를 보지는 못했다. 적어도 공부를 적게 하면서도 자유로운 자율학습에 길들여지려면 아이들 스스로 무슨일에나 호기심을 갖고, 부지런히 매달려야 할 텐데 현실적으로는 그렇지 못한 것으로 보인다. 과학자가 되겠다는 아이들은 많지만 진정한 과학자적 성격은 타고나는 것으로 판단된다.

요요를 그림(1)에서와 같이 F의 힘으로 줄을 잡고 아래로 던지면 일정속도에 도달하여 등속도운동을 하면서 아래로 미끄러져 내려간다. 속도의 크기는 던지는 힘 F에 따라 결정된다. 세게 던지면 빨라지고 약하게 던지면 느려진다. 이처럼 등속도 운동을하여 내려올 때, 요요의 무게와 실의 장력 T는 크기가 같고 방향이 반대라서 힘의 평형상태에 있는 것이다. 이렇게 요요가 줄을 따라 내려올 경우, 요요는 굴러 내려오는 것이다. 그림(4)에서 보는 바와같이 실에 접한 부분은 순간정지 함으로 속도는 0이고 중심부는 v이며 바깥쪽 접선속도는 2v가 된다. 여기서 R, R', R''는 최외각 부분의 접선속도이다.

그러나 굴러 내려가는 요요를 적당한 때에 실로 슬쩍 나꿔채듯 당기면 실의 장력 T가 순간적으로 증가한다. T>mg 인 상태에서 증가한 장력은 요요에 회전력으로 작용하여 요요의 회전속도를 증가시킨다. 그러면 그림(2)와 같이 실이 다풀리게 되지만 요요의 회전 운동관성에 의해 그림(3)과 같이 요요는 계속 회전한다. 따라서 요요는 실을 감으며 위로 올라가게 된다. 물론 위로 올라가면서 최외각 접선속도 R''는 감소하고, 중심의 선속도 성분도 감소한다. 즉, 느려진다. 

그림(4)는 수평으로 던지는 경우인데 연직하방운동과 같은 상황이 벌어지지만 중력으로 인하여 약간 낙하하는 점만 다를 뿐이다. 요요를 안쪽에 실을 감기 쉽도록 회전축의 반경을 작게 만드는데, 이는 회전 운동관성이 잘 유지되도록 최외각 반경을 크게 고려한 결과이기도 하다.