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종이비행기에 숨겨진 과학 원리

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by

Julian Lee

on 23 October 2014

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Transcript of 종이비행기에 숨겨진 과학 원리

탐구 방법 2
탐구 1
1.일정한 크기로 종이비행기를 접는다.
2.찰흙을 1개, 2개 순서로 무게를 재어 붙인다.
3.줄자를 놓고 여러번 날려서 평균을 구해서 어느 무게가 가장 잘 날아가는지 구한다.
탐구 방법 1
준비물 :
종이비행기, 찰흙, 저울, 줄자, 신문지, 재활용 종이, 포스터, 도화지, 휴지, 타이머, 줄자, 셀로판 테이프, 가위, A4파일

주의할 점 :
1.일정한 높이에서 일정한 손동작으로 던진다.
2.종이비행기가 바닥에 닿는 순간을 줄자로 잰다.
3.찰흙은 종이비행기의 중심에 붙인다.
탐구 계획
1.7/23~8/3 실험 계획 및 준비
2.8/4~8/31 실험 및 실험 결론 도출
3.9/1~10/10 보고서 작성
4.10/11~10/22 우드락 만들기 및 준비
탐구 동기
비행기가 지나가는 것을 보고 어떻게 날 수 있는 것인가 궁금하였다. 그래서 조사해 보다가 종이비행기는 일반 비행기보다 단점이 많았다. 그래서 종이비행기의 단점을 보완하고 비행기의 원리에 대해 탐구해보기로 했다.
탐구주제 : 종이비행기의 양력에 관한 탐구
영재학급 산출물 발표 대회
박정혁, 이준상
비행기의 날개는 비행기가 공중에 떠오를 수 있도록 하는데 결정적 역할을 한다. 비행기 날개는 공기의 흐름을 변화시켜 두 갈래로 나누게 한다. 한 갈래의 공기의 흐름은 날개 위 곡면 모양을 따라 흐르게 되고, 다른 하나는 날개에 부딪혀 날개 아래쪽으로 꺾이게 된다. 이때 날개와 꺾인 공기는 작용 반작용 법칙에 의해 비행기를 공기 중으로 띄우는 힘인 양력을 발생시킨다. 이 반작용에 의해 날개에 생기는 힘이 양력이다.
이론적 배경 1
이론적 배경 2
이렇게 종이비행기에는 종이비행기를 띄우는 힘인 양력도 있지만 양력을 포함하여 4개의 힘이 존재한다.


탐구 방법 4

목차
1. 탐구 동기
2. 이론적 배경
3. 탐구 계획
4. 탐구 방법
5. 탐구 결과
6. 결론
7. 더 탐구하고 싶은 내용
8. 참고 문헌
최적의 종이비행기 만들기
탐구 순서 :
1. 앞의 실험에서 밝혀낸 종이비행기에서의 최적의 무게와 재질로 종이비행기를 만든다.
2. 파일을 가위로 잘라서 비행기를 공기의 저항을 덜 받게 만든다.
3. 날려서 종이비행기가 날아간 거리와 보통 종이비행기를 비교한다.
탐구 결과
탐구 1
어떤 무게의 종이비행기가 가장 잘 날아가는지 알아보기
결과 : 아래의 표처럼 45g까진 거리가 올라가다가 점점 거리가 내려갔다. 즉, 최적의 비행기 무게는 45g이다.
탐구 2
어떤 재질의 비행기가 가장 잘 날아가는지 알아보기
결과 : 거리와 시간 모두 신문지가 잘 날았다.
탐구 3
최적의 비행기 만들기
결과 : 아래의 표처럼 정상 20호가 일반비행기보다 더 잘 날았다.
이론적 배경 3
날개의 단면의 모양은 비행기에 따라 조금씩 다르다.
저속 항공기의 날개 단면은 두꺼운 반면 고속 항공기의 날개 단면은 얇다. 종이비행기의 경우에는 날개 단면의 두께는 없으나 위의 그림과 같이 구부러진 형상을 가지고 있는데 이 경우에도 같은 원리에 의해 양력이 발생한다.
결론
우리가 이 실험으로서 알게 된 점은 첫 번째 실험에서 무게가 너무 가벼우면 양력이 거의 작용하지 않고 너무 무거우면 항력과 중력이 너무 많이 작용해서 비행기가 나가는데 방해가 된다는 것을 알았다. 두 번째 실험에서는 재질에 따라 양력을 버틸 수 있는 양력의 차이가 있다는 것을 알았다. 즉 신문지나 재활용 종이 같은 잘 나는 재질은 양력이 작용하는 힘을 버틸 수 있는 강도가 강하다는 것을 알았다. 3번째 실험에서는 직접 밝혀낸 것을 증명하였다. 그리고 비행기의 항력이 줄어들게 모양을 추가하면 더 잘 날아가는 것을 확인할 수 있었다.
더 탐구하고 싶은 내용
이 탐구로 우리는 부족한 종이비행기의 단점을 보완하였지만 가장 좋은 비행기의 구조를 수학 과학적으로 분석하지 못해 아쉬웠다. 또, 다음번에는 비행기가 떨어질 때의 각도를 분석하여 비행기를 더 자세하게 알아보고 싶다.
결론
이 실험으로서 알게 된 점은 첫 번째 실험에서는 무게가 너무 가벼우면 양력이 거의 작용하지 않고 너무 무거우면 항력과 중력이 너무 많이 작용해서 비행기가 나가는데 방해가 된다는 것을 알았다. 두 번째 실험에서는 재질에 따라 양력을 버틸 수 있는 강도가 다르다는 것을 알았다. 세 번째 실험에서는 직접 밝혀낸 것을 증명하였다. 그리고 비행기의 항력이 줄어들게 모양을 추가하면 더 잘 날아가는 것을 확인할 수 있었다.
참고 문헌
http://www.paperpilot.co.kr/html/theory/theory_01.html
http://navercast.naver.com/contents.nhn?rid=102&contents_id=3133
감사합니다
목차
1. 탐구 동기
2. 이론적 배경
3. 탐구 계획
4. 탐구 방법
5. 탐구 결과
6. 결론
7. 더 탐구하고 싶은 내용
8. 참고 문헌
탐구 방법 3
탐구 2
1. 신문지, 재활용 종이, 도화지, 포스터, 휴지로 각각 종이 비행기를 만들어 날린다.
2. 그래서 무슨 비행기가 가장 멀리 날아가고 오래 나는지 알아본다.
http://www.parkjunghyuk.co.kr/html/lee/jun?=sang&contents_id=07211217
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