일차함수를 활용한 자동차 연비 모델링(수학주제탐구보고서 세특 및 수행평가)

목차

1. 연구 선정 동기

2. 이론적 배경
1) 자동차 공학에 적용되는 수학 개념
2) 연비와 일차함수 개념
3) 연비 측정 방법과 단위

3. 자동차 연비 함수의 수학적 모델링
1) 주행 환경에 따른 연비 함수
2) 차종 및 엔진 유형에 따른 연비 함수
3) 운전 습관 및 외부 요인에 따른 연비 함수
4) 연료비 예측 모델 수립 및 검증

4. 자동차 연비 함수의 활용

5. 결론 및 고찰

6. 참고문헌

본문내용

1. 연구 선정 동기

연비는 자동차를 구매할 때 중요한 고려 요소로, 연비가 높으면 자동차를 오랫동안 좋은 상태로 유지할 수 있습니다. 이에 차량 소비자는 연비를 높이기 위해 경제속도, 타이어 공기압, 차량 부품을 점검하는 등 많은 노력을 기울입니다. 세계 각국은 연비를 높여 연료비를 절약하고 환경오염을 줄이며 자동차의 유지 상태를 향상시키기 위해 관련 규정을 마련하고 있는 추세입니다. 이러한 자동차 연비의 문제는 일차 함수의 수학적 모델링을 통해 분석하여 해결할 수 있습니다.

본 탐구활동을 통해 실제 각 자동차 제조사의 연료 소비량 측정한 결과를 기반으로 다양한 차종, 엔진타입 등에 따라 연비 함수를 비교 분석해 봄으로써 기울기와 y절편의 의미를 실질적으로 분석해 보고자 합니다. 나아가 친환경 자동차의 증대되고 있는 현대사회에서 연비 효율성에 대한 예측과 분석은 환경의식을 높이고 미래 자동차 기술에 확장 시키는 것을 도모하므로 이에 관한 해결책을 모색해 보고자 합니다.

2. 이론적 배경

1) 자동차 공학에 적용되는 수학 개념

● 자동차 공학의 의의
자동차 공학은 자동차의 설계, 개발, 제조, 운영 및 유지 보수와 관련된 공학 분야로 엔진, 트랜스미션, 섀시, 제동, 전장 시스템 등 자동차를 구성하는 다양한 기술을 종합한 공학입니다. 차량의 성능, 안전, 환경친화성, 효율성 및 편의성을 향상시키는 것을 궁극적인 목적으로 합니다.
특히, 동역학, 유체역학, 제어공학, 그리고 수학적 시뮬레이션이 매우 중요한 역할을 하며, 차량의 속도 변화, 연료 효율, 회전수 등에 수학적 분석이 필수적입니다.

● 자동차 공학에 활용되는 수학 개념
자동차 공학에서 수학 이론은 그 설계와 운행 등에서 예측 및 활용에 적용됩니다. 본 탐구활동에서 자동차공학 분야의 연구를 위해 활용되는 개념은 다음과 같습니다.

참고자료

· 한국에너지공단, “2023 자동차 연비 및 에너지 소비효율 보고서”
· https://car.energy.or.kr/veec/main/main.do
· 자동차 과학동아, “수학으로 보는 자동차의 속도와 연비”
· https://dl.dongascience.com/dl/magazine/detail/S198805N031
· 국토교통부 교통환경 리포트 (2022)
· https://stat.molit.go.kr/portal/cate/statView.do?hRsId=568&hFormId=7094
· 통계청 자료, 2023 연료 가격 및 소비 패턴
· https://kostat.go.kr/board.es?mid=a10301010000&bid=213&tag=&act=view&list_no=428917&ref_bid=203,204,205,206,207,210,211,11109,11113,11814,213,215,214,11860,11695,216,218,219,220,10820,11815,11895,11816,208,245,222,223,225,