아이가 탁구공을 가지고 놀고 있다. 바닥에 부딪혔다가 통통 튀어 오르는 모습이 정말 재미있나 보다. 그렇다면 더욱 신기한 탁구공 마술로 아이의 마음을 사로잡아 보자.
먼저 투명한 플라스틱 컵과 그릇을 씻을 때 쓰는 푹신푹신한 수세미 스펀지를 준비한다. 빈 컵에 탁구공을 넣고 스펀지에 떨어뜨려보자, 컵 속의 탁구공은 컵 바닥에 그대로 있을 것이다.
탁구공이 바닥에 부딪혔다가 다시 튀어 오르는 것은 운동에너지가 충돌에 의해 반대 방향으로 작용하기 때문이다. 그런데 딱딱한 마루 바닥에서 탁구공을 떨어뜨렸을 때와 달리 이불 위에 탁구공을 떨어뜨리면 그대로 공이 멈춰버린다. 이불이 탁구공의 운동에너지를 흡수해버렸기 때문이다. 빈 컵에 탁구공을 넣고 스펀지에 떨어뜨렸을 때도 마찬가지다.
이제 컵에 탁구공이 뜰 정도로 물을 넣고 스펀지에 떨어뜨려 보자. 신기하게도 탁구공이 컵 밖으로 튀어 나오게 된다. 컵에 물을 넣으면 질량이 늘어난다. 물체의 운동은 질량과 속도의 곱으로 표시되기 때문에 질량이 늘면 운동량이나 운동에너지도 높아진다. 이제는 스펀지가 다 흡수하지 못할 정도가 되는 것이다.
따라서 컵이 스펀지와 충돌하면 그 안의 물이 가진 운동에너지는 반대방향으로 작용하고 그 힘이 탁구공에 전해져 튀어 오르게 한다. 탁구공이 잘 튀어 오르게 하려면 컵을 돌려 탁구공을 물 한 가운데 두는 게 좋다. 물이 위로 밀어 올리는 힘이 한 가운데가 가장 세기 때문이다.
같은 물인데도 물이 탁구공 안에 들어가면 튀어 오르는 것을 막는다. 탁구공에 바늘 구멍을 내고 따듯한 물에 넣으면 공안에 있던 공기가 팽창되면서 바람이 밖으로 빠진다. 이것을 다시 찬물에 집어넣으면 바늘구멍으로 물이 들어간다. 이 상태에서 떨어뜨리면 물이 스펀지처럼 바닥에 부딪히는 충격을 흡수해버려 탁구공을 튀어 오르지 못하게 한다.