트렘폴린(Trampoline)의 튀어 오르는 높이와 방향에 대한 탐구 지도

소개글

트렘폴린(Trampoline)의 튀어 오르는 높이와 방향에 대한 탐구 지도에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 탐구동기 1

Ⅱ. 탐구내용 2

Ⅲ. 탐구방법 및 결과 3
탐구내용1. 트렘폴린의 구조 및 특성은 어떠한가? 3
[탐구1-1] 용수철을 이용한 도구의 특성 및 용수철의 종류는? 3
[실험1-2] 트렘폴린의 생김새 및 특성은? 4
탐구내용2. 뛰는 사람의 조건에 따라서 튀어 오르는 높이는 어떠한가? 5
[실험2-1] 뛰는 사람의 몸 무게를 달리하면? 5
[실험2-2] 뛰는 사람의 굴리는 발의 방법을 달리하면? 6
탐구내용3. 용수철과 캔버스 천의 조건에 따라서 튀어 오르는 높이는? 7
[실험3-1]용수철의 갯수만을 달리하여 굴려서 첫 회 뛰어 오르기를 하였을 때의 높이는? 7
[실험3-2] 용수철이 감긴 부분의 길이만을 달리하면? 8
[실험3-3] 캔버스 천 부분의 모양만을 달리하면? 9
탐구내용4. 무거운 쇠 공(포환)을 떨어뜨리면 어떻게 튀어 오를까? 10
[실험4-1] 무거운 쇠공(포환)의 무게가 다르면? 10
[실험4-2] 무거운 쇠공(포환)이 떨어지는 곳이 다르면? 10
탐구내용5. 어떤 과학적 원리로 사람의 몸이 튀어 오르는가? 11
[실험5-1] 시각별로 사람의 몸이 튀어 오르는 과정과 용수철의 변화 모양은 어떠한가? 11
[실험5-2] 사람의 몸이 튀어 오르는 현상에 숨어 있는 과학적 원리는? 13

Ⅳ. 종합결론 14

Ⅴ. 더 조사해보고 싶은 문제 15

◈ 참고문헌 ◈ 15

본문내용

, 정지 할 때 까지 걸린 시간도 많이 걸린다. 이는 무거운 물체일수록 용수철에 걸리는 탄성력이 크기 때문이다.
[실험4-2] '무거운 쇠공(포환)이 떨어지는 곳이 다르면?'에 대한 탐구지 도
1.실험 방법 : 트렘폴린의 캔버스 천위에 지름이 76cm(C), 50cm(B), 25cm(A)의 동심원을 그린 후1m 높이에서 3kg의 포환을 자유낙하 시킨다.
2.실험 결과 : [표9] 포환의 낙하지점에 따른 튄 높이 측정 표
낙하
지점
튄 높이
튄 횟수
정지
시간(초)
포환 낙하 모습
A
89
12
13
B
78
9
9
C
61
4
5
3.알게 된 점 : 낙하지점이 중심부분으로 올수록 튀어 오른 횟수와 튀는 높이 가 컸고, 정지 할 때까지 걸린 시간도 많이 걸린다. 이는 중심 부분에 공이 낙하하면 양쪽 용수철이 균등히 힘을 받아 늘어나 기 때문이며 가장자리 부분(C부분)에 낙하하면 양쪽 용수철까지 의 거리가 다르므로 각 용수철이 늘어나는 힘이 균등하지 않기 때문에 거리가 먼 쪽에 있는 용수철이 힘을 많이 받아서 반대쪽 방향으로 포환을 위로 튀어 오르게 한다.
탐구내용5. '어떤 과학적 원리로 사람의 몸이 튀어 오르는가?'에 대 한 탐구지도
[실험5-1] '시각별로 사람의 몸이 튀어 오르는 과정과 용수철의 변화 모양은 어떠한가?'에 대한 탐구지도
가. 캠코더를 삼각대에 고정시키고 사람이 트렘폴린에서 굴려서 뛰어 올랐다가 다 시 착지 할 때까지 1회전의 연속 운동 모습을 30/100초 마다 순간 정지 상태 의 화면을 캡쳐하여 18장을 얻는다.
나. 인쇄하여 합성 시켜 보면서 운동 모습을 분석한다.
다. 운동하는 사람의 모습과 용수철의 움직이는 변화 모습을 관련시켜 비교해본 다.
[그림4] 트렘폴린에서 뛰어 오르는 사람의 운동 모습과 용수철의 변화 모양 비교표
운동
모습
처음
몸을 굴리기
몸이 튀어오름
몸이 내려옴
몸
구분
처음
용수철 늘어나기
용수철이 최대로 늘어남
원래 모양으로 되돌아 옴
용수철
가, 사람이 트렘폴린위에서 굴리면 사람의 몸이 캔버스 천과 함께 밑으로 쳐지 면서 용수철은 늘어난다.
나. 늘어난 용수철이 원래의 제자리로 오그라들면서 사람의 몸을 튀어 오르게 한다.
다. 힘차게 굴릴수록 높게 솟구친다
[실험5-2] '사람의 몸이 튀어 오르는 현상에 숨어 있는 과학적 원리는?'에 대한 탐구지도
용수철의 늘어났다가 원래의 모습으로 줄어드는 힘은 용수철의 탄성에너지에서 온 것이다. 그렇다면 다음의 부등식이 성립 될 것이다.
사람의 몸이 튀어 오름 사람의 몸이 위로 솟구치는 데 드는 용수철의 힘〉사람의 몸무게를 받치는데 드는 힘
사람의 몸이 튀어 오르지 않음 사람의 몸이 위로 솟구치는 데 드는 용수철의 힘〈사람의 몸무게를 받치는데 드는 힘
1) 20kg의 몸무게를 갖고 있는 사람을 실험1-3에서 사용한 1인용 원형 트렘폴린 위에서 뛰어 오르게 하고 가만히 서 있을 때의 용수철이 늘어난 길이를 잰다. 이 값이 사람의 몸무게를 받치는 데 든 힘이다
2) 사람이 힘차게 굴렸을 때의 용수철이 늘어난 길이를 10회 측정하여 그 평균치 를 측정값으로 한다.
3) 위 1), 2)항에서 구한 용수철이 늘어난 길이의 합이 사람의 몸이 위로 솟구치 는 데 드는 용수철의 힘이다
1) 20kg의 몸무게를 갖고 있는 사람을 트렘폴린 위에서 뛰어 오르게 하고 가만히 서 있을 때의 용수철이 늘어난 길이는 3cm로 사람의 몸무게를 받치는데 드는 힘이 된다.
2) 사람이 힘차게 굴렸을 때의 용수철이 늘어난 길이를 10회 측정하여 그 평균치 는 표에서처럼 4.1cm로 나타났다.
[표10] 뛴 횟수에 따른 용수철의 늘어난 길이 측정 표
뛴 횟수
(회)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
합계
평균
늘어난 길이(cm)
3.9
4.3
3.5
4.2
4.5
4.6
3.7
3.8
4.0
4.5
41.0
4.1
용수철의 늘어났다가 원래의 모습으로 오그라드는 힘은 용수철의 탄성에너지에서 온 것이 확실하고 다음의 부등식이 성립된다.
* 사람의 몸이 튀어 오름 사람의 몸이 위로 솟구치는 데 드는 용수철의 힘〉사람의 몸무게를 받치는데 드는 힘
* 사람의 몸이 튀어 오르지 않음 사람의 몸이 위로 솟구치는 데 드는 용수철의 힘〈사람의 몸무게를 받치는데 드는 힘
Ⅵ. 종합결론 지도
1. 용수철을 이용한 도구에 따라서 사용된 용수철의 굵기 길이 모양이 모두 다 르다.
2. 용수철은 힘을 주어 늘어나게 하거나 줄어들게 하더라도 원래의 모습으로 되돌아오려는 성질을 갖고 있다.
3. 트렘폴린에서 용수철의 갯수가 많을수록 감긴 횟수가 많을수록 감은 직경이 클수록, 사람의 몸을 더 높이 튀어 오르게 한다.
4. 트렘폴린에서 캔버스 천의 크기는 너무 커도 작아도 안되고 천 부분의 모양 은 원모양일 때가 가장 높이 솟아 올랐는데 이는 용수철의 탄성에너지를 가 장 잘 받을 수 있는 모양은 원 모양이다.
5. 사람의 몸이 무거운 사람보다 가벼운 사람이 높이 솟았고, 서서 굴리는 사 람이 엎드려서 글리는 사람보다 솟아오르는 높이가 더 높았다.
6. 용수철이 늘어났다가 원래의 모습으로 줄어드는 힘은 용수철의 탄성에너 지에서 온 것이고 사람의 몸이 튀어 오른 데는 다음의 부등식이 성립 된 다.
◆ 사람의 몸이 튀어 오름 사람의 몸이 위로 솟구치는 데 드는 용수철의 힘〉사람의 몸무게를 받치는데 드는 힘
Ⅶ. 반성과 전망
1. 용수철의 종류가 많았는데 신소재로 만들어내는 강력한 힘의 탄성에너지를 진 용수철의 제작과정을 탐구해 보고 싶다.
2. 용수철의 탄성에너지를 이용하여 학용품 및 우리생활에 편리한 용품을 만들 어 보고 싶다.
3. 트램폴린에 뜀뛰기를 한 횟수와 뛴 높이를 측정할 수 있는 장치를 부착하였 으면 좋겠다.
◈ 참고문헌 ◈
1. 학원 대백과 사전, 학원출판사, 1993, pp 116 - 120
2. 동아 대백과 사전, 동아출판사, 1993, pp 54 - 125.
3.초등학교교사용 지도서 (4-2학기. 6.용수철 늘이기, 5-2학기. 8.에너지)
4.공의 탄성 및 회전 특성에 관한 연구. 제36회 전구과학전람회(교사작)
5.용수철을 직렬 연결하여 진동시키면 진동 주기가 왜 달라질까?, 제 49회 전국 과학전람회 (학생작)

키워드

Trampoline,   트렘폴린,   봉봉 놀이기구,   탄성에너지,   용수철의 탄성