[과제별 연구활동 보고서] 물로켓을 이용한 로켓 방정식 탐구 보고서

소개글

"[과제별 연구활동 보고서] 물로켓을 이용한 로켓 방정식 탐구 보고서"에 대한 내용입니다.

목차

Ⅰ. 서론
1. 연구 동기 및 목적
2. 연구 시기 및 방법
3. 선행연구의 분석 및 시사점

Ⅱ. 관련 연구
1. 로켓 방정식
가. 운동량 보존
나. 분사 속력
2. 물로켓의 원리
가. 베르누이 방정식
나. 이상기체상태 방정식

Ⅲ. 실험 결과
1. 압력 변화
2. 물의 양 변화
3. 결과 분석

Ⅳ. 결론 및 향후 연구
1. 결론
2. 과제별 연구 활동에 따른 후기

Ⅴ. 참고문헌

본문내용

1. 연구 동기 및 목적

물리 시간에 탈출 속도에 대해 배우다가 로켓이 우주로 나가기 위해서는 그 탈출 속도를 넘어야 한다는 사실에 대해 알게 되었다. 그래서 로켓이 탈출 속도를 내기 위해서 분리가 되는 다단계 구조로 만들어진다는 사실에 대해 알게 되었다. 로켓의 다단계 구조는 단이 너무 많으면 비행 도중에 단을 떼어낼 때 로켓이 나가는 방향이 바뀔 위험이 있고, 분리 방법에서 화염 등을 사용하면 열 때문에 다른 기관에 영향을 줄 수도 있다. 그렇다고 단이 너무 적으면 탈출 속도 이상의 속도를 내지 못한다. 그렇다면 어떻게 하면 가장 적절한 단의 수와 연료의 양을 정하는 것일까? 이것이 궁금해서 찾아보니 여러 가지 복합적인 요인이 있겠지만 가장 기본적이고 가장 중요한 방식이 치올콥스키 로켓 방정식인 것을 알게 되었다. 그래서 로켓 방정식에 관해 탐구하게 되었다.
로켓 방정식을 탐구하기 위해서는 로켓을 쏘는 게 가장 정확하겠지만, 고등학생이 로켓을 쏘는 것을 불가능한 일이기에 로켓과 원리가 같고 주변에서 쉽게 구할 수 있는 물로켓을 통해 로켓 방정식을 탐구해 보고자 한다.
이 연구는 물로켓을 발사해 보면서 로켓 방정식을 이해함으로써 전체적인 역학에 대해 깊이 있게 이해하는 것을 목적으로 한다.

2. 연구 시기 및 방법
가. 연구 시기
본 연구는 2023년 3월부터 2023년 5월까지 총 3개월에 걸쳐 실시하였으며 3월 중 주제 탐구 및 실험 계획, 4월 중 이론 조사, 5월 중 실험 진행 및 소논문을 작성한다.

년도
월
실시일
비고
2023
3월
9일, 24일
메신저를 통한 모둠 협의
4월
6일, 13일
5월
19일, 23일, 24일

참고 자료

이진영, 로켓 노즐에서 2차 분사의 위치 변화가 추력 방향에 미치는 영향, 석사 학위 논문, 강원대학교 2001
홍윤식, 인공위성과 우주발사체(청문각, 서울, 1985)
윤웅섭, 김영수, 로켓 공학(경문사, 서울, 2004)
문성환, 물리학과 첨단기술
박연옥, 신진훈 ‘어떤 물로켓이 과녁을 정확히 맞힐 수 있을까?’ 48회 전라남도 과학전람회, 2003
임달연, “항공우주 이야기” 대한항공협회 감수, 고려원, 1993
황보한, “인공위성과 로켓개발”, 한국경제신문, 9월 7일 자, 1998