남산 과학탐구관

본문내용

[3] 토의
<아치쌓기>
아치의 기원은 사람이 건너편으로 건너기 위한 다리를 놓는곳에서부터 사용되어졌다. 그 당시에 힘의 분해 같은 기본적인 역학을 이용하진 않았을 것이다. 그들의 경험에 의해 이러한구조를 발견 했을 것이고, 과학적으로도 아주 훌륭한 발견이다. 아주 예전부터 사람들이 살아가는데 과학적인 원리가 사용됐다고 하니 실로 놀랍다.
현재에도 이러한 아치를 보면 우선 아치교 각각의 구성물은 쇄기 모양으로 아래에서 위로는 뺄 수 있지만 위에서 아래로는 뺄 수 없는 구조이다. 때문에 하중을 받을 때 견디기에 적합한 구조라 할 수 있다. 대표적인예로 터널이나 다리 등에 쓰인다. 또한 건축자재로 쓰이는 재료는 인장에는 취약하고 압축에는 강하기 때문에 아치구조로 만들면 압축력을 받기 때문에 건축자재에도 아주 적합한 구조라고 할 수 있다.
<도르래와 지레>
도르레는 무거운 물체를 들어 올리는데 아주 효과적이다. 우선 부피가 있는 물체를 들어 올리는 것 보다 줄을 잡아 당김으로서 물체를 들어올리는게 훨씬 편하다. 또한 인간이 손이 닿지 못하는 예를 들어 우물에서 물을 떠올리는 등의 행동을 가능하게 해준다. 또한 움직임도르레를 이용하여 물체를 들어 올리는데 필요한 힘을 1/2로 줄일 수도있다. 하지만 이때는 줄어든 힘만큼 들어 올리는 거리가 1/2 감소한다. 때문에 우리가 하는 일의 절대양은 바뀌지 않는다는 것을 알 수 있다. 또한 축바퀴를 이용하여 물체를 작은 힘으로 들어 올릴 수 있다. 회전하는 물체는 힘과 반경에 비례하는 회전력이 발생한다. 물체가 걸리는 원에 반경을 작게하고 사람이 잡아 당기는 원에 반경을 크게 하면 작은힘으로 물체를 들어 올릴 수 있다. 때문에 두 원간 반경차가 커지면 그만큼 힘이 더 적게 들게 된다. 지레의 원리또한 비슷한데 반경에 비례하는 회전력의 특성이 이용하여 물체와 받침점이 가까울 수록 작은 힘으로 물체를 들어 올릴수 있다. 역시 작은힘으로 들어 올릴수록 들어 올리는 높이는 줄어든다. 때문에 여기서 절대적인일의 양은 항상 같음을 알 수 있다. 도르래와 지레는 우리 생활에서 여러가지로 이용된다. 작게는 병따개에서 엘리베이터 크레인등 그 활용이 무궁무진하다. 온고지신이라는 말이 떠오르게 했다.
지레와 도르레의 개념은 초등학교때부터 배웠던것 같다하지만 . 고정도르레는 힘의 방향을 움직도르레는 힘을 반으로 줄이고 지레는 단지 힘을 적게 드는 방법이라고만 생각만 했었지 어떠한 원리에 의해 이러한 일들이 일어나는지는 생각을 안해봤었는데 이번기회에 지금까지 배웠던 이론들과 관련하여 어떻게 사용되는지 생각하게 되는 좋은 기회였던것 같다.
<동력전달 장치>
동력전달 장치는 캠과 기어의 기본적인 작동원리를 전시한 것이었다. 역학시간에 흔하게 나오는 캠과 기어 혹은 기계공학의 꽃이라기 까지 불리우기도 한다고 한다. 어떠한 기계장치 이던간에 움직이려면 동력이 필요한데 이 만들어진 동력을 가능한 손실을 줄이면서 장치의 필요한 부분 부분에 힘을 보내는데 주요한 장치가 캠과 기어인 것이다.
보통 캠과 기어라고 하면 단순하게 한쌍으로 맞물려 돌아가는 기어와 회전할 때 위아래로만 움직이는 기어를 생각했었는데 이곳 전시물을 통해 여러 가지 복합적인 캠과 기어를 볼수 있어서 동력전달 장치의 이해를 하는데 많은 도움이 된 것 같다. 기계장치를 설계하다보면 동력을 전달함에 있어 여러가지 경우가 발생한다. 동력전달축을 각을 주어야 하던가 회전운동을 병진운동으로 바꿔주는등 동력을 여러 종류로 변환시켜야 한다. 때문에 동력전달장치는 기계요소중에 필수요소라 할수 있겠다. 올덤 축이음은 평행한 두축이 약간 떨어져 있는경우 기어를 이용하기 어려울 때 아주 적합한 것같다. 또한 회전중에도 축을 움직일 수 있으나 저속회전시에만 사용이 가능하다. 때문에 현재는 많이 사용 되지 않는것 같다. 유니버셜 조인트는 아주 널리 사용되는 동력전달장치이다. 특히 자동차에 많이 사용되는데 자동차의 현자장치때문에 차가 위 아래로 움직이게 된다. 이때 차축이 상하로 움직여야 되는데 유니버셜조인트를 사용하여 이를 가능하게 한다. 또한 타원 컴퍼스는 회전운동을 상하 좌우 운동으로 바꿔주고 돌기가 있는 원추는 정확하게 회전력을 전달시켜 준다. 제네바휠은 연속운동을 분할시켜 분할적임 움직임을 요구하는 기계장치에 사용될 것 같다.
[4] 과학 탐구관 견학 소감
< 참고 자료 >
[일반물리학]-일반물리학교재연구회역 광림사
[일반물리학1] 고려대학교 출판부 역 범한서적
[vector- 동역학] 이정무 역 사이텍 미디어
http://kin.naver.com/open100/db_detail.php?d1id=11&dir_id=110202&eid=Gv/HSpv28DGFJj9V44akyI2pJ60nNRTF&qb=v/i9ybrQuK6x4sDHIL/4uK4=
http://www.tgedu.net/edu/2002/46/bokdo/20_%BC%D2%B8%AE%B9%DD%BB%E7%B0%E6.htm
http://imagesearch.naver.com/search.naver?where=idetail&query=%C5%C2%BE%E7%B7%CE&from=image&ac=-1&sort=0&res_fr=0&res_to=0&merge=0&start=2&a=pho_l&f=nx&r=2&u=http%3A%2F%2F100.naver.com%2F100.nhn%3Ftype%3Dimage%26media_id%3D1041%26docid%3D14149
http://ko.wikipedia.org/wiki/%EA%B0%81%EC%9A%B4%EB%8F%99%EB%9F%89’
http://100.naver.com/100.nhn?docid=2875
http://moolynaru.kyungpook.ac.kr/tamguhacksoupjang/seoul/02%B0%AD%C3%B6%B1%B8.htm
http://krdic.naver.com/search.nhn?query_euckr=%BF%AA%C7%D0%C0%FB%20%BF%A1%B3%CA%C1%F6%20%BA%B8%C1%B8%20%B9%FD%C4%A2
http://tong.nate.com/queen1013_2/24519035

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