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2007.07.27 17:15
사용자 삽입 이미지

* image source : flickrs

                                                                               
  7월 28일 부터 8월 4일까지 포항국제불빛축제(Pohang International Fireworks Exhibition)가 있다고 하죠~
  그런데.. Do you know what makes fireworks WORK?
 
  한번 생각해 보신 적 있는지요-
  다 아는 이야기일지도 모르지만, 혹시나 궁금한 사람들을 위해 몇가지 소개합니다~^^
 
Physics behind the Firework


 짙은 밤하늘을 배경으로 화려한 불꽃들을 장식하는 순간의 스펙타클 쇼를 위해--
 Pyrotechnician들은 미리 구상한 계획에 필요한 계산을 합니다

 물리학이라고 하기는 너무 거창하고-, 여러 가지 크기의 불꽃을 어느 위치에서 연출할 것인지를 결정하는데 적용되는 간단한 원리를 소개하겠습니다.

 추진 화약(금속이온, 산화제, 환원제 등의 혼합물)을 정해진 지름과 높이가 있는 Shell(원통)에 넣고, 일정한 각도로 조준하여 불을 붙이게 됩니다.

 이 때,
 "사용되는 원통(shell)크기화약의 양에 따라 초기속도(initial velocity)를 조정하는데,
  화약이 든 원통은 중력의 영향을 받으면서 수직 상승하고,
  조준한 각도가 있으므로 수평 이동을 동시에 하게 되므로,
  최종적으로 불꽃이 터지는 위치는 점화시켜 출발하는 순간의 수직상승속도(초기속도)와 출발 후 하  늘에 채류하는 시간을 알 때, 피타고라스정리, 삼각함수의 간단한 공식으로 구합니다"
                                                                                      <불꽃 위치 - Summary>

Click to see the Details..


 
 Shell의 지름이 다른 종류 여러 개(2inch ~ 12inch)를 같은 각도(75 degree)로 쏘았을 때를 예를 보면.. 한눈에 들어오네요^^

2"- 12" Shell Trajectories Fired at 75 Degrees
사용자 삽입 이미지

Click to compare actual sizes..

 
 물론, 불꽃의 위치 뿐 아니라 모양과 터지는 시간 등도 고려를 하게 되는데, Shell 내에 화약(Black powder/Gun powder)와 함께 Time-delay fuse가 있어 최종 불꽃이 터지는 시간을 조정한다고 합니다.
 

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Chemistry behind the Firework

 화학 반응을 빼놓고는 Firework를 상상할 수 없죠-^^

 사용되는 화약(Black powder/Gun powder)에는 산화제(Oxidizers), 환원제(Reducing Agent), Coloring Agent(금속이온 포함하는 연소시 발색물질), 고착제(Binders and regulators)가 혼합되어 있습니다.

 1. 산화제(Oxidizer) : N(give up 1/3 of O2) 혹은 Cl(give up all of O2) 포함, O2를 생성

 2. 환원제(R.agent) : S 혹은 C를 포함, 산소와 반응하여 SO2, CO2를 만들며 Hot gass를 produce. 반응속도 조절(Regulator/Speeding or Slowing).

 3. Coloring Agent : 불꽃반응에 쓰이는 금속이온~포함

Click to see more..


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  Anatomy of Fireworks

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Posted by Clair Lillian
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