한국과학영재학교 과학축전 계획서

소개

한국과학영재학교 과학축전에 연구계획서로 제출해 입상한 작품입니다

목차

1. 연구동기 및 연구목적
2. 연구내용
3. 연구과정
4. 결론 및 활용성
5. 참고문헌

본문내용

이 연구는 구조물을 만들 때 지면과 닿는 각도를 달리함에 따라 내구성이 증가하는지를 알아보기 위한 연구이다. 한 과학책을 찾아본 결과, 도형에서의 황금비는 72°라고 하며, 구조물을 만들 때에 힘이 분산되는 원리 때문에, 구조물의 가장 안정적인 모습이 사다리꼴이라고 한다. 이것이 정말로 사실인지 확인하고 싶어졌는데, 때마침 DI(Destination Imagination)와 OM(Odyssey of the Mind)에서 구조물에 각도를 만들어, 캐나다 팀이 우승했던 사례를 목격하고, 발사나무 구조물을 이용해 이것을 한 번 더 증명해 볼 수 있을 것이라고 생각했다.
지금까지, 보통 구조물을 만들 때에는 지면과 수직이 되도록 만드는 것이 하중을 많이 받아 무게를 많이 버틸 수 있다는 원리가 일반적이었으나, 이것에 도전해서 보다 강력한 구조물을 만들기 위해서는 각도를 조절할 필요가 있다고 생각되었다.

< 중 략 >

2) 구조물의 높이
구조물의 높이를 22cm로 제한한다. 이 때 구조물의 실제 길이가 제한점에 가 까울수록 유리하다. 즉 예를 들어 길이 제한이 22cm이면 21.9cm가 가장 좋다 는 뜻이다. 이 이유는 구조물의 효율성과 관련이 있다. 효율성 = 올린 바벨의 무게 ÷ 구조물의 무게(33g) 이므로.
3) 구조물의 세로 기둥 길이를 모두 동일하게 통일한다.
한쪽 기둥만 길거나 짧으면, 하중이 한쪽으로 쏠려 최대 무게를 지탱하지 못 하고 부서지기 때문이다. (최대 무게의 10g을 버티지 못하고 부서질 수
있다.)
4) 구조물이 효과적으로 힘을 견디기 위해서는 가로재보다 세로재가 많은 것이 더 효과적이다.
5) 발사나무는 휨 코멘트가 약하므로 기둥에 사용하는 세로재를 여러 개 붙
이고, 부수적인 요소로 가로재를 사용하여 고정한다.
6) 힘을 고르게 분산시키기 위해 좌우가 대칭이도록 만들고, 가로재나 세로재를 사용한다.

참고자료

· 김종권, “High Top 물리”, 두산동아, pp. 60-82,(2007)
· HEWITT, "알기쉬운 물리학 강의", 청범출판사,(1998)
· 홍선호, “탈레스가 들려주는 평면도형이야기”, (주)자음과 모음
· 정재섭, “발명 100제 발명작품을 소개합니다.(영재들의 창의력을 키워주는)”, 세화(2007)
· 다카기 다다유키, “구조 역학(그림으로 쉽게 설명한)”, 기문당, (2002)
· 송창영, “건축 구조 역학(알기 쉬운)”, 기문당(2005)
· 장정제, “알기 쉬운 건축: 건축을 모르는 내 아내와 학생들도 이해하는 건축 이야기”, 시공문화사,(2008)
· 러셀 히블러, “구조 해석”, Prentice Hall, p54,(2004)