계란 낙하장치

소개

계란 낙하장치를 설계하는 과정을 담은 계획서

목차

1. 문제 확인
2. 정보 수집
3. 계획
4. 실행
5. 평가 및 반성

본문내용

1. 문제 확인

◆ 목적
- 경기 규정에 의하여 정해진 높이에서 날계란을 자유낙하 시킬 때, 그것이 깨지지 않도록 보호할 수 있는 구조물을 설계하고 제작한다.

◆ 규정
- 자유낙하 높이는 1차 실과관 2층, 2차 실과관 옥상으로 한다.
- 구조물은 다음의 재료만을 사용하여 만들어야 한다.
* 계란 1개, 빨대 15개, A4종이 1장, 사탕 스틱 5개, 100cm 마스터 테이프, 노란 고무 밴드 5개, 실 100cm, 커터 칼, 커팅 매트
- 구조물을 만들 때 계란의 상태를 육안으로 확인할 수 있도록 만들어야 한다.

◆ 우승 조 결정 기준
- 우승 조는 1차, 2차 낙하 순으로 높이를 달리하여 계란 낙하 장치를 떨어뜨렸을 때, 2차까지 계란을 깨뜨리지 않은 상태로 유지한 구조물을 만든 조로 결정한다. 우위를 결정할 수 없을 때에는 각 조의 조장들이 모여 계란의 상태에 대하여 논의한 후 순위를 결정하도록 한다.


2. 정보 수집

◆ 생각해보기
- 계란이 깨지기 위해서는 계란에 일정 이상의 힘이 가해져야 한다. 높은 곳에서 계란이 떨어지면 계란에는 충격량이 가해진다. 이 충격량은 계란이 높은 곳에서 떨어지면서 증가한 속도를 0으로 만든다. 즉, 계란이 바닥에 닿으면 그 힘이 충격량으로 가해져서 계란이 가지고 있던 운동량(계란의 질량×속도)을 0으로 만드는 것이다. 이 때, 계란의 지상 도달 속도는 같으므로 운동량은 일정하고 변화시켜야 할 운동량도 같게 되므로, 계란에 가해져야 할 충격량도 일정하게 된다. 충격량은 힘×시간이므로, 힘이 가해지는 시간이 길어지면 힘이 상대적으로 작아져서 계란이 깨지지 않게 된다. 따라서 우리가 해야 할 일은 1) 힘이 계란에 가해지는 시간을 길게 하고, 2) 힘을 분산시켜 실제 계란에 부과되는 힘을 작게 하는 방법을 생각하여, 높은 곳에서 계란을 떨어뜨려도 깨지지 않게 할 수 있는 안전한 구조물을 설계하고 제작하는 것이다.

참고자료

· 없음