정의

원이 직선상을 구를 때 원둘레 위의 한 점이 그리는 곡선

이라고 하는데 처음 들으면 무슨 소리인지 모를 것 같아서 이해를 돕기 위해 아래의 이미지를 봐주면 좋을 것 같다.

아주 쉽게 설명하면,

어느 곳에서 자전거 바퀴에 바닥에 있는 껌이 붙었고 그대로 바퀴가 직선 위를 굴러간다고 할 때

그 바퀴에 붙은 껌이 공중에서 그리는 모양을 사이클로이드 곡선이라 한다는 것이다.

실험의 원리

이 곡선을 뒤집어서 반으로 자른 모양이 각 끝을 잇는 최단 거리인 직선보다 빠르게 내려간다는 게 이 실험이 신기한 이유다.

이 곡선이 어떻게 해서 직선보다 바르게 내려가는지 이유를 하나하나 짚어가며 설명하려면 대학교 2~3학년 정도의 수학, 물리학 지식이 필요하다고 해서

여러분들이 알아듣기 쉽게 한글로 이유를 설명하면,

'위치에너지가 운동에너지로 바뀌는 데에 최적의 모양을 굴러가서' 라고 할 수 있겠다.

참고로 위치에너지는 땅에서 부터의 높이를 가지고 있는 물체가 가지고 있는 에너지이고 운동에너지는 어떠한 속력을 가지고 물체가 떨어지거나 움직이는 에너지다.

덧붙일 말

실험 장치를 만들 때 잘못된 부분이 하나 있었다.

반 자른 모양이 당연히 정사각형 안에 들어갈 줄 알고 정사각형 안에 곡선을 억지로 기울여 넣어서 실제 사이클로이드와 기울기가 달라졌다는 것이다.

이걸 참고하고 봐주었으면 좋겠다.