연날리기의 기원 및 과학적 원리

연의 기원
동양연의 기록
동양에 있어서는 중국 한대(漢代)에 한신(韓信)이 만들었다는 기록고 있다. 송(宋)나라 고승(高丞)의 ≪사물기원(事物記原)≫에 기록되어 있다.
옛날부터 지금까지 전해 오기를, 이것은 한신(韓信)이가 만든 것이라 한다. 고조(高祖)가 진희(陳희)를 칠 때 한신이 중간에서 반란을 일으키기 위하여 지연(紙鳶-종이연)을 만들어 띄워서 미앙궁(未央宮)의 멀고 가까운 거리를 측량한 뒤 땅을 뚫고 궁중으로 들어가지고 하였다. 대개 예전부터 이같이 전하여 내려온 것이므로 사유가 그럴 듯하다. 또 양(梁)나라 대청년간(大淸年間)에 후경(候景)이 대성(臺城)을 치매 내외 소식이 끊어지므로 양축(羊) 이 아이를 시켜 지연을 만들어 조서를 가운데 매고 대제(大帝)가 태극전(太極殿) 앞에서 북풍에 따라 날리어 구권군 있는 곳에 닿기를 바랐더니 적이 이것을 압승하는 술법이라 하여 쏘아 떨어뜨렸다. 이런 사실은…(생략)

①높이 띄우기

② 재주부리기

③ 끊어먹기(연싸움)

1. 머릿살.

2. 장살(대각살).

3. 중심살.

4. 허릿살.

5. 머릿줄.

6. 방구멍(가운데 구멍).

7. 아래 줄 구멍.

8. 모든 줄.

9. 가운데 줄.

10. 아랫 줄.

연의 종류

한국 창작연

판촉용 로고연

외국 창작연

일본 방패연

사진을 넣으면 용량이 많이차서 사진을 뺐어요~)

①베르누이의 법칙

여기서 베르누이의 법칙이란 간단히 말해, 유체의 흐름이 느린 쪽에서 빠른 쪽으로 힘이 가해진다는 원리로, 여기서 가해지는 힘이 바로 양력이 된다.

이는 무거운 쇳덩어리인 비행기의 날개가 뜨는 것과 같은 원리로, 이를 연날리기에 적용해보면, 연의 각도를 절묘하게 맞추면 아래쪽으로 흐르는 공기보다 위로 흐르는 공기가 빨라서 위쪽으로 힘이 가해진다는 것이다.

여기에 사람이 잡고있는 실의 장력이 평형을 이루게 되면 비로소 연날리기는 성공의 경지에 이르게 된다.

그의 이론은 좀 더 자세히 설명하면, 유체의 유속과 압력의 관계를 수량적으로 나타낸 것으로, 유체의 위치에너지와 운동에너지의 합이 항상 일정하다는 내용을 포함하고 있다. 이는 공대학생들이 배우는 유체역학의 가장 기본이 되는 법칙 중 하나다.

예를 들면, 연결된 굵기가 다른 두 유리관에 물을 넣고 수면높이를 관찰해보자. 굵은 쪽 유리관의 물기둥은 그 높이가 낮아지고 가는 쪽 유리관의 물기둥은 높이가 높아지는 현상을 볼 수 있다. 이는 압력 때문이다. 압력이 낮아지면 대기업이 물기둥을 약하게 누르기 때문에 물기둥의 높이는 높아지고 반로 압력이 높아지면 물기둥의 높이는 낮아지게 된다. 이러한 원리로, 베르누이의 법칙은 연, 비행기, 행글라이딩 등의 공기의 흐름을 이용한 기구 외에도 일반적으로 차압식유량계라 불리는 유량측정장치에도 적용되고 있다.

②양력의 원리

유체 속의 물체가 수직 방향으로 받는 힘이다.

가령 비행기 날개와 같은 형상의 물체를 유체 흐름방향으로 비스듬히 놓으면 그 물체에는 흐름 방향에 수직으로 물체를 들어올리려고 하는 힘인 양력이 작용한다. 날개가 비행기 본체를 공중에 지탱시킬 수 있는 것은 이 때문이다. 예를 들면 종이 4모서리 중 2모서리 끝을 양손으로 잡고 종이 위로 바람을 불면, 종이가 밑으로 처져있는 상태에서 약간 위로 들린다.

이렇게 종이를 들어 올리는 힘이 양력이다. 양력은 기압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 생긴다. 종이 위로 바람을 불면 공기가 적어진다. 공기가 적으면 압력이 낮아지고, 종이는 압력이 높은 종이 아래에서 압력이 낮은 종이 위로 올라가게 되는 것이다. 이에 대하여 물체를 흐름의 방향으로 떠밀어 보내려고 하는 힘을 항력(抗力)이라고 한다.

양력은 물체에 닿은 유체를 밀어내리려는 힘에 대한 반작용으로 나타나며 이것을 Fy라 하면 그 크기는 물체의 흐름 방향에 대한 경사각(받음각) θ, 물체의 면적 S, 흐름의 속도 V, 유체 밀도 δ에 따라 정해지며, 일반적으로 Fy＝1/2 ?ρV2SC로 표시한다. 이 식에서 C는 물체의 단면 형상 및 받음각에 의해 정해지는 양력상수이다. 받음각이 너무 커지면 물체 주위의 유선이 흐트러져 배후에 소용돌이가 생기며 갑자기 양력이 없어지고 항력이 증가하게 된다. 이러한 현상을 실속(失速)이라 한다.

③힘의 평형

물체의 한 점에 두 개 이상의 힘이 작용하는데도 물체의 운동 상태의 변화가 없거나 정지해 있을 때 힘은 평형을 이루었다고 하고, 가속도가 0이라는 뜻이다.

바람이 부는 방향에 따라 연이 뒤로 밀리는 힘을 항력이라고 하고 연이 떠오르는 힘을 양력이라고 한다. 그래서 얼레의 연실을 풀어 주면 항력에 의해 연이 뒤로 밀리고, 실을 감으면 양력이 커져서 연이 높이 떠오르게 된다.

1)두 힘의 평형 .

동일 작용선상에서 두 힘이 크기가 같고 방향이 반대이면 평형을 이룬다. 이렇게 평형을 이루면 (힘의 합력이 0이다.) 물체에 대한 힘의 효과는 물체에 힘이 작용하지 않는 것과 같다. 이 때 두 힘의 작용점이 일치하지 않아도 작용선만 일치해도 평형 상태는 유지된다. 즉, 두 힘의 작용점을 작용선 위에서 아무 곳에나 이동시켜도 된다.

이것을 식으로 나타내면 다음과 같다.

2) 세 힘의 평형

물체의 한 점에 세 힘이 작용하여 합력이 0이 될 때 세 힘이 평형이 되었다고 한다.

평형을 이룰 때 두 힘의 합이 나머지 한 힘과 크기가 같고, 방향이 정반대이며 같은 작용선상에 있는 경우와 세 힘을 평행이동 했을 때 폐삼각형이 되는 경우가 있다

3)여러 가지 힘의 평형

물체의 한 점에 작용하는 힘들의 합력이 0일 때이다. 이 힘들을 X, Y방향으로 분해해서 합력을 구해도 된다. 즉, 각 성분의 힘의 합력이 0일 때 평형이 된다.

실험 날짜 : 2004년 8월

실험자 : 30707 박 소연

실험 주제 : 연의 구멍을 뚫었을 때와 뚫지 않았을 때의 변화

준비물 : 구멍 뚫린 방패연과 뚫리지 않는 방패연, 실

실험 예상 : 구멍을 뚫지 않은 방패연은 오래 날지 못하고 연이 망가질 것 같다.

그리고 구멍을 뚫은 방패연은 오래 날 뿐만 아니라 실도 잘 안 끊어지고, 연

도 망가지지 않을 것 같다.

실험 내용 : 1) 구멍이 뚫린 방패연을 날려본다

2) 구멍이 뚫리지 않은 방패연을 날려본다

실험 결과 :

① 구멍 뚫린 방패연을 날렸을 때

바람이 약하게 불 때에 연을 날리면 약한 바람이 연 면에 한 곳에 모여 구멍으로 통과하면서 에너지가 발생하고, 그 에너지 때문에 연이 올라가서 잘 떨어지지 않는다.

그리고 바람이 강할 때 연을 날리면 구멍으로 남는 바람을 내보내 바람에 대한 저항을 부드럽게 만든다.

또, 연에 구멍을 뚫고 날리면, 구멍 때문에 맞바람의 저항을 줄여 더 잘 날 수 있도록 도와주고 연 뒷면의 진공 상태를 즉시 메워주기도 한다. 진공 상태를 빠르게 메워주면 연이 빠르게 움직이고, 강한 바람을 받아도 바람이 잘 빠져 웬만큼 강한 바람에도 연이 상하지 않고, 줄이 잘 끊어지지도 않고 잘 날게 된다.

이 방구멍은 센바람을 흡수하여 연을 잘 뜨게 하며 조종을 자유롭게 하기도 한다.

그리고 방패연은 네모지고 가오리연보다 커서 가오리연은 구멍이 없어도 되지만 방패연은 중심을 잡기가 힘들기 때문에 구멍을 뚫어 바람이 통과하게 함으로써 균형을 유지한다.

② 구멍이 뚫리지 않은 방패연을 날렸을 때

구멍을 뚫은 연을 날리 때보다 맞바람의 저항을 많이 받게 된다.

방구멍을 뚫은 연은 그 구멍을 통하여 바람을 통과하게 하여 바람의 저항을 줄이는데 이 연은 구멍이 없다보니까 바람의 저항을 많이 받게 되어 잘 날지 못한다. 그리고 구멍이 있는 연 보다 빠르게 날리지가 않고, 조종하기가 힘들어 진다. 또, 가오리연은 땅과 수평으로 날기 때문에 구멍이 필요 없지만 방패연은 약간 수직으로 날기 때문에 구멍이 없으면 바람의 저항을 많이 받아 잘 떨어진다. 그리고 바람이 강하게 불게 되면 그 강한 바람의 영향을 다 받게 되므로 핑글 핑글 돌면서 떨어지거나, 연이 찢어진다.

또, 강한 바람 때문에 연이 세게 날거나, 연 줄이 끊어지게 된다.

결과 정리 :

방패연의 구멍을 뚫은 연이 구멍을 뚫지 않은 연 보다 더 오래날고 더 멀리, 높게 날았다. 이것은 구멍으로 바람이 통과함으로써 연의 면에 닿는 바람의 저항을 적게 하고 자기의 뜻대로 조종하며 균형을 이룰 수 있게 하여 떨어지지 않고 잘 날았던 것이다.

반면에 구멍을 뚫지 않은 연은 바람의 저항을 받게 되어 오래 날지 못하고 강한 바람과 만나면 균형을 잡지 못하고 땅으로 떨어지거나, 연이 찢어지고 연 줄이 끊어졌다.

에 어린아이가 계책을 썼다. 이 어린아이는 종이로 연을 만들어 소서( 書)를 매어 바람에 날려 밖에서 구원해 주기를 구하였다. 이제 우리 나라 어린아이들이 설날에 한지로 연을 만들어 연을 날리기를 한다. 또 고찰 하건대 당(唐)나라 노덕연(路德延)의 아잇적 시(詩)에 말하기를 실을 늘여 지연을 날린다 하였으니 그 유래가 또한 오래되었다.
이 기록을 볼 때, 당대(唐代)에도 연을 날렸음을 알 수 있다. 당(唐)의 이석선인 속박물지《續博物志》에
"이제 종이연이 실을 끌고 올라가면 아이로 하여금 입을 벌리고 바라보게 하여 열기(熱氣)를 조절하게 함이라." 고 하였다. 이것을 보면 당대(唐代)에 와서는 연날리기가 더욱 성행 한 것 같이 보인다.

서양연의 기록

연은 누가 만들었으며, 언제부터 있어 왔는지 분명치는 않으나, 서양에서는 B. C. 400년대에 시인 추방론과 모방론을 주장하였던 그리스의 대철학자 플라톤(Platon)의 친구인 알타스(Altas)가 연을 처음으로 만들었다고 전한다.
그 설의 진위는 별개의 문제로 하더라도 플라톤(Platon) B. C. 427에 나서 347년에 죽었으니 알타스는 그 시대의 사람이므로 서양에 있어서의 연은 2,400년 전에 있었던 것이 된다.

한국연의 기록

우리 민간에는 연의 기원에 대하여 전해 오는 말이 몇 가지 있다.

첫째, 고려 말기의 명장 최영(崔瑩)장군 탐라(耽羅-제주도)의 목호(牧胡-蒙古人으로서 목축하는 자)의 난을 평정할 때에 병선이 탐라에 근접하였으나 주위가 절벽이라 한 꾀를 내었는데, 수 많은 큰 연을 만들어서 그 연에다 불을 달아 지자성(枳子城)을 정벌하였다고 한다. 또 일설에는 병사를 큰 연에 매달리게 하여 병선에서 이것을 날려 그 성을 공약하였다고 한다. 이에 대한 기록으로는 간단하기는 하나 《동국세시기(東國歲時記)》 상원(上元) 조에 諺傳昉自 崔瑩伐耽羅之役 이라 하여 "속설에 최영장군이 탐라를 정벌할 때에 시작된 것"이라 하였다. 따라서 그 시원을 최영의 탐라 정벌 때부터라고 말하는 이가 있다.


선덕여왕 16년(서기 647)은 왕이 돌아가신 해이고(정월 8일), 진덕여왕이 즉위한 해이다. 대신(大臣) 비담(毗曇)과 염종(廉宗)은 여왕으로서는 정사를 잘 다스릴 수 없다고 말하며 군사를 일으켜 왕을 폐하려 하므로 왕은 친히 궁내에서 이를 막았다.

이 때 비담 등은 명활성에 주둔하고, 왕의 군사는 월성에 주둔하여 서로 치고 막기를 10여 일 동안 하였으나 승부는 나지 않았는데, 병진(丙辰)날 밤에 큰 별이 월성에 떨어졌다. 이에 비담 등은 군사들에게 말하기를 "내가 듣건대 별이 떨어지는 곳에는 반드시 유혈이 있다고 하니 이는 틀림없이 패망할 징조라" 하자 군사들이 큰소리를 부르짖으니 그 소리가 천지를 진동시키는 것 같았다.

여왕은 이 소리를 듣고 크게 두려워하여 어찌할 바를 몰랐을 때, 김유신 장군은 왕을 보고 말하기를 "길(吉)하고 흉(凶)한 것은 무상한 것으로서 오직 사람이 그렇게 여겨 올 따름입니다. …… (중략) …… 그러므로 지덕(知德)은 요망(妖妄)한 것을 이긴다는 것을 알 수 있는 것이온즉 성진(星辰)의 이변 따위는 그다지 두려워할 것이 아니오니 청하옵건대 대왕께서는 너무 걱정 마옵소서"하고는 곧 우인(偶人-허수아비)을 만들어서 연(鳶)에 달고 이를 바람에 따라 띄우니 불덩이가 하늘로 날아 올라가는 것과 같았다.
그 다음날 사람들을 시켜 길가에서 선전(宣傳)하기를 "어제 저녁에 떨어졌던 별이 간밤에 도로 하늘로 날아 올라가는 것과 같았다"하여 적도들로 하여금 의심을 품게 만들고, 또 백마를 잡아서 별이 떨어진 곳에 제사를 지내고 …… (중략) ……이에 유신(庾信)은모든 장병들을 독려하여 적을 공격하니 비담의 무리가 패주하므로 이를 격추하여 모조리 몰살하고 그 구족(九族)을 죽여버렸다.

≪三國史記(삼국사기)≫(卷(권) 41) 열전 제일 김유신(金庾信) 상조(上條)


둘째, 삼국시대에 전쟁이 있었을 때, 자기 편끼리 진지 사이에 통신 연락의 한 방편으로 사용한 데서 비롯되었다고 한다. 그리하여 일부에서는 그 기원을 삼국시대로 보는 이가 있다.

셋째, 당(唐)나라 안록산(安祿山)이 궁중의 양귀비(楊貴妃)와 내통(內通)하기 위하여 연(鳶-솔개)을 만들어 띄운 데서 비롯되었다는 외래설(外來說)이다.



연날리기의 놀이방법



연날리기는 세계 곳곳에서 신분, 연령의 구분없이 즐겨오는 놀이다.
대가지를 가늘게 잘라서 연살을 만들고 종이를 붙여 연을 만들고 살에 매어 바람 부는 언덕에 올라 날린다.
때로 다른 사람과 서로 연실을 부벼 끊는 연싸움을 하기도 한다.
연을 띄울 때 `송액영복`이란 글자를 써 붙이는데 이것을 질병, 사고, 흉년 등 나쁜 액운은 멀리 사라지고 복이 찾아오도록 비는 마음에서이다. 우리 나라에서 연날리기가 널리 민중에게 보급된 것은 조선시대의 영조왕 때라고 한다. 영조왕은 연날리기를 즐겨 구경했고 또 장려하였다고 한다. 정월에 연날리기가 성행하게된 이유 중 하나는 일 년 사계절 중 이때가 연날리기에 가장 적당한 바람이 불고 있다는 점이다.
연날리기는 아이들뿐 아니라 어른들도 많이 즐겼으며, 연줄을 서로 엇갈리거나 닿게 하여 다투다가 다른 사람의 연줄을 끊는 연싸움도 즐겼다. 그래서 연싸움을 즐기는 사람은 연줄에 유리 가루, 돌 가루, 구리 가루, 사기 가루 등을 발라 다른 사람의 연줄이 잘 끊어지도록 하는데 이것을 ??갬치 먹인다??고 한다.

연놀이의 종류

①높이 띄우기
연을 얼마만큼 멀리 높이 띄을 수 있는 가를 겨루는 놀이로, 연을 500m이상 띄우면 연의 무늬가 보이지 않고, 연을약 1km가량 높이 띄우면 눈에 보일락 말락하고 그 이상이 넘으면 보이지 않는다. 연은 높이 올라갈수록 바람을 세차게 받기 때문에 연이 파손되거나 연실이 끊어질 우려가 있다.

② 재주부리기
글자 뜻 그대로 연의 재주를 보이는 놀이다. 날리는 사람의 손놀림에 따라서 연은 왼쪽, 오른쪽으로 또는 급전(急轉), 급강하(急降下), 급상승(急上昇) 등 다양한 궁중곡예(空中曲藝)를 부린다. 이는 연날리는 솜씨에도 달려있지만 그 보다도 우리 나라 연만이 지니고 있는 구조적 특징이 다양한 기동성을 가능케 하기 때문이다.

③ 끊어먹기(연싸움)
대표적인 연놀이로 2개 혹은 그 이상의 연이 서로 교차하여 서로 연실을 비벼서 끊어먹기를 겨룬다. 끊어먹기 연놀이에서는 연실의 질기고 약함이 다소 승부에 영향을 줄 수 있다. 그러나 다음의 조건들이 갖춰지는 것이 더 중요하다. 첫째, 정확한 구조로 연을 만들어야 한다. 둘째, 연실에 사기를 고르게 먹여야 한다. 세째, 연을 자유자재로 조정할 수 있는 기술이 있어야 한다. 끊어먹기의 요령은 다음과 같다.



연의 부분명칭
1. 머릿살.
2. 장살(대각살).
3. 중심살.
4. 허릿살.
5. 머릿줄.
6. 방구멍(가운데 구멍).
7. 아래 줄 구멍.
8. 모든 줄.
9. 가운데 줄.
10. 아랫 줄.







연의 종류
줄연
한국 창작연
판촉용 로고연
외국 창작연
일본 방패연
스포츠연

(연날리기홈페이지가서 사진 복사해서 붙여넣으세요^^
사진을 넣으면 용량이 많이차서 사진을 뺐어요~)



과학적원리

연날리기를 해본 사람이라면 누구나 한 번쯤은 경험해봤을 것이다. 가벼운 연이지만 공중에서는 좀처럼 마음대로 움직이지 않고 또 자칫 잘못 하다간 다른 사람이 날리는 연과 뒤엉켜 꼼짝없이 연을 포기해야 할 때도 있다. 이는 연날리기에 세 가지 과학원리가 작용하기 때문이다. ??베르누이의 법칙?? ??양력의 원리?? ??힘의 평형?? 세 가지가 그것이다.

①베르누이의 법칙
여기서 베르누이의 법칙이란 간단히 말해, 유체의 흐름이 느린 쪽에서 빠른 쪽으로 힘이 가해진다는 원리로, 여기서 가해지는 힘이 바로 양력이 된다.
이는 무거운 쇳덩어리인 비행기의 날개가 뜨는 것과 같은 원리로, 이를 연날리기에 적용해보면, 연의 각도를 절묘하게 맞추면 아래쪽으로 흐르는 공기보다 위로 흐르는 공기가 빨라서 위쪽으로 힘이 가해진다는 것이다.
여기에 사람이 잡고있는 실의 장력이 평형을 이루게 되면 비로소 연날리기는 성공의 경지에 이르게 된다.
베르누이의 법칙은 스위스의 수학자 베르누이로부터 나왔다. 그는 처음에는 성직자가 되려고 했으나 여러 나라 여행을 계기로 수학에 전념하게 되면서 수학자로서의 길을 걷게된, 그 특이한 동기만큼이나 특별한 법칙을 고안해 학계에 이름을 떨쳤다.
그의 이론은 좀 더 자세히 설명하면, 유체의 유속과 압력의 관계를 수량적으로 나타낸 것으로, 유체의 위치에너지와 운동에너지의 합이 항상 일정하다는 내용을 포함하고 있다. 이는 공대학생들이 배우는 유체역학의 가장 기본이 되는 법칙 중 하나다.
예를 들면, 연결된 굵기가 다른 두 유리관에 물을 넣고 수면높이를 관찰해보자. 굵은 쪽 유리관의 물기둥은 그 높이가 낮아지고 가는 쪽 유리관의 물기둥은 높이가 높아지는 현상을 볼 수 있다. 이는 압력 때문이다. 압력이 낮아지면 대기업이 물기둥을 약하게 누르기 때문에 물기둥의 높이는 높아지고 반로 압력이 높아지면 물기둥의 높이는 낮아지게 된다. 이러한 원리로, 베르누이의 법칙은 연, 비행기, 행글라이딩 등의 공기의 흐름을 이용한 기구 외에도 일반적으로 차압식유량계라 불리는 유량측정장치에도 적용되고 있다.

②양력의 원리
유체 속의 물체가 수직 방향으로 받는 힘이다.
가령 비행기 날개와 같은 형상의 물체를 유체 흐름방향으로 비스듬히 놓으면 그 물체에는 흐름 방향에 수직으로 물체를 들어올리려고 하는 힘인 양력이 작용한다. 날개가 비행기 본체를 공중에 지탱시킬 수 있는 것은 이 때문이다. 예를 들면 종이 4모서리 중 2모서리 끝을 양손으로 잡고 종이 위로 바람을 불면, 종이가 밑으로 처져있는 상태에서 약간 위로 들린다.
이렇게 종이를 들어 올리는 힘이 양력이다. 양력은 기압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 생긴다. 종이 위로 바람을 불면 공기가 적어진다. 공기가 적으면 압력이 낮아지고, 종이는 압력이 높은 종이 아래에서 압력이 낮은 종이 위로 올라가게 되는 것이다. 이에 대하여 물체를 흐름의 방향으로 떠밀어 보내려고 하는 힘을 항력(抗力)이라고 한다.
양력은 물체에 닿은 유체를 밀어내리려는 힘에 대한 반작용으로 나타나며 이것을 Fy라 하면 그 크기는 물체의 흐름 방향에 대한 경사각(받음각) θ, 물체의 면적 S, 흐름의 속도 V, 유체 밀도 δ에 따라 정해지며, 일반적으로 Fy＝1/2 ?ρV2SC로 표시한다. 이 식에서 C는 물체의 단면 형상 및 받음각에 의해 정해지는 양력상수이다. 받음각이 너무 커지면 물체 주위의 유선이 흐트러져 배후에 소용돌이가 생기며 갑자기 양력이 없어지고 항력이 증가하게 된다. 이러한 현상을 실속(失速)이라 한다.

③힘의 평형
물체의 한 점에 두 개 이상의 힘이 작용하는데도 물체의 운동 상태의 변화가 없거나 정지해 있을 때 힘은 평형을 이루었다고 하고, 가속도가 0이라는 뜻이다.
연날리기에서는 사람이 잡고있는 실의 장력이 힘의 평형을 이루는 것이다.
바람이 부는 방향에 따라 연이 뒤로 밀리는 힘을 항력이라고 하고 연이 떠오르는 힘을 양력이라고 한다. 그래서 얼레의 연실을 풀어 주면 항력에 의해 연이 뒤로 밀리고, 실을 감으면 양력이 커져서 연이 높이 떠오르게 된다.

1)두 힘의 평형 .
동일 작용선상에서 두 힘이 크기가 같고 방향이 반대이면 평형을 이룬다. 이렇게 평형을 이루면 (힘의 합력이 0이다.) 물체에 대한 힘의 효과는 물체에 힘이 작용하지 않는 것과 같다. 이 때 두 힘의 작용점이 일치하지 않아도 작용선만 일치해도 평형 상태는 유지된다. 즉, 두 힘의 작용점을 작용선 위에서 아무 곳에나 이동시켜도 된다.
이것을 식으로 나타내면 다음과 같다.




2) 세 힘의 평형
물체의 한 점에 세 힘이 작용하여 합력이 0이 될 때 세 힘이 평형이 되었다고 한다.

평형을 이룰 때 두 힘의 합이 나머지 한 힘과 크기가 같고, 방향이 정반대이며 같은 작용선상에 있는 경우와 세 힘을 평행이동 했을 때 폐삼각형이 되는 경우가 있다




3)여러 가지 힘의 평형
물체의 한 점에 작용하는 힘들의 합력이 0일 때이다. 이 힘들을 X, Y방향으로 분해해서 합력을 구해도 된다. 즉, 각 성분의 힘의 합력이 0일 때 평형이 된다.

실험보고서

실험 날짜 : 2004년 8월
실험자 : 30707 박 소연
실험 주제 : 연의 구멍을 뚫었을 때와 뚫지 않았을 때의 변화
준비물 : 구멍 뚫린 방패연과 뚫리지 않는 방패연, 실
실험 예상 : 구멍을 뚫지 않은 방패연은 오래 날지 못하고 연이 망가질 것 같다.
그리고 구멍을 뚫은 방패연은 오래 날 뿐만 아니라 실도 잘 안 끊어지고, 연
도 망가지지 않을 것 같다.

실험 내용 : 1) 구멍이 뚫린 방패연을 날려본다

2) 구멍이 뚫리지 않은 방패연을 날려본다

실험 결과 :

① 구멍 뚫린 방패연을 날렸을 때

바람이 약하게 불 때에 연을 날리면 약한 바람이 연 면에 한 곳에 모여 구멍으로 통과하면서 에너지가 발생하고, 그 에너지 때문에 연이 올라가서 잘 떨어지지 않는다.
그리고 바람이 강할 때 연을 날리면 구멍으로 남는 바람을 내보내 바람에 대한 저항을 부드럽게 만든다.
또, 연에 구멍을 뚫고 날리면, 구멍 때문에 맞바람의 저항을 줄여 더 잘 날 수 있도록 도와주고 연 뒷면의 진공 상태를 즉시 메워주기도 한다. 진공 상태를 빠르게 메워주면 연이 빠르게 움직이고, 강한 바람을 받아도 바람이 잘 빠져 웬만큼 강한 바람에도 연이 상하지 않고, 줄이 잘 끊어지지도 않고 잘 날게 된다.
이 방구멍은 센바람을 흡수하여 연을 잘 뜨게 하며 조종을 자유롭게 하기도 한다.
그리고 방패연은 네모지고 가오리연보다 커서 가오리연은 구멍이 없어도 되지만 방패연은 중심을 잡기가 힘들기 때문에 구멍을 뚫어 바람이 통과하게 함으로써 균형을 유지한다.

② 구멍이 뚫리지 않은 방패연을 날렸을 때

구멍을 뚫은 연을 날리 때보다 맞바람의 저항을 많이 받게 된다.
방구멍을 뚫은 연은 그 구멍을 통하여 바람을 통과하게 하여 바람의 저항을 줄이는데 이 연은 구멍이 없다보니까 바람의 저항을 많이 받게 되어 잘 날지 못한다. 그리고 구멍이 있는 연 보다 빠르게 날리지가 않고, 조종하기가 힘들어 진다. 또, 가오리연은 땅과 수평으로 날기 때문에 구멍이 필요 없지만 방패연은 약간 수직으로 날기 때문에 구멍이 없으면 바람의 저항을 많이 받아 잘 떨어진다. 그리고 바람이 강하게 불게 되면 그 강한 바람의 영향을 다 받게 되므로 핑글 핑글 돌면서 떨어지거나, 연이 찢어진다.
또, 강한 바람 때문에 연이 세게 날거나, 연 줄이 끊어지게 된다.


결과 정리 :

방패연의 구멍을 뚫은 연이 구멍을 뚫지 않은 연 보다 더 오래날고 더 멀리, 높게 날았다. 이것은 구멍으로 바람이 통과함으로써 연의 면에 닿는 바람의 저항을 적게 하고 자기의 뜻대로 조종하며 균형을 이룰 수 있게 하여 떨어지지 않고 잘 날았던 것이다.
반면에 구멍을 뚫지 않은 연은 바람의 저항을 받게 되어 오래 날지 못하고 강한 바람과 만나면 균형을 잡지 못하고 땅으로 떨어지거나, 연이 찢어지고 연 줄이 끊어졌다.