종이로켓
즐거운 과학 : OUT LAB 005
▏종이로켓 ▏
⇨ 무게를 극복하면 날 수 있습니다
Background 링크 : 에어로켓의 비행안정성
좀 더 자세한 과학적 배경은 Background 링크를 확인해 주세요!!
보이는 과학(IN LAB) 링크 : 종이로켓
자세한 제작 및 실험 방법은 보이는 과학(IN LAB) 링크를 확인해 주세요!!
실험 내용 :
비행하는 물체에서 무게중심과 공력중심의 위치
실험 세분화 :
종이를 여러 가지 모양으로 만들고 던져 보기
종이로켓 만들기
종이로켓 날리고 비행 관찰하기
측정과 관찰 :
날고 있는 물체의 운동 관찰하기
종이로켓의 무게중심과 공력중심 추정하기
Drop&Drop (기술의 숙달, 재현성) :
경험의 반복 : 종이로켓을 여러 번 날려보게 하는 유도를 통하여 종이로켓 날리는 기술을 자연스럽게 숙달시키도록 유도
재현성 : 발사할 때마다 동체나 날개의 뒤틀림 등을 보정 필요
기록 :
산출물로 대체
기록이 필요하다면 종이로켓의 무게중심과 공력중심 추정 위치와 비행을 스케치와 함께 기록
실험실안전 :
완성된 종이로켓의 앞쪽 뾰족한 부분을 반드시 가위로 잘라 줍니다.
활동 : 종이를 여러 가지 모양으로 만들고 던져 보기
활동지도 : A4용지를 참가자에게 한 장씩 나누어 주고 원하는 모양으로 만들고 던져 보도록 지도합니다.
활동지도 : 한 가지 모양으로 만들어진 종이를 던져보고 관찰이 끝나면 관찰이 끝난 종이는 보관하고, 새로운 A4용지를 다시 나누어 주고 다른 모양으로 만들어 던져 보도록 지도합니다.
활동유도 : 공 모양으로 만들어진 종이는 포물선 운동을 한다는 것을 관찰할 수 있도록 유도하여 던질 때 조금 위쪽으로 향하게 던져야 더 멀리 날릴 수 있다는 것을 알 수 있도록 합니다.
활동유도 : 던져진 물체가 기울어지거나 회전하는 자세변화를 관찰하게 유도하고, 넓은 면을 가지고 있는 모양은 자세가 변하면 운동방향에 대한 공기저항이 커지면서 속도가 줄어 추락하는 현상을 관찰하도록 유도합니다.
정보제공 : 무게를 극복하면 날 수 있습니다. 무게를 극복하는 가장 간단한 방법은 관성을 이용하는 것입니다. 관성은 외부 힘에 의해 운동을 시작한 물체가 그 운동을 계속 유지하려는 성질로 종이를 손으로 던져주는 힘과 관성을 이용해 간단하게 무게를 극복할 수 있습니다.
정보제공 : 날고 있는 물체에는 공기저항 등 공기의 힘인 공력이 작용하고, 공력에 의해 기울어지거나 회전합니다. 자세가 변하면 운동방향에 대한 공기저항이 커지면서 속도가 줄어 추락하는 현상이 발생합니다.
tip : 참가자가 던져진 물체의 포물선 운동과 기울어지거나 회전하는 자세변화를 충분하게 관찰하면 다음 과정을 진행합니다.
활동 : 종이로켓 만들기
활동지도 : A4용지 한 장을 나누어 주고 삼각형 모양의 로켓모양을 만들도록 지도합니다.
활동지도 : 뾰족한 끝부분을 반드시 잘라주도록 지도합니다.
tip : 종이로켓 만들기에서 접는 과정은 한 단계를 설명하고 참가자 모두가 접기를 끝내면 다음 단계를 설명하는 방식으로 진행하여 참가자 모두가 동시에 로켓만들기를 끝내도록 지도합니다.
tip : 접힌 틈새로 넣어 고정하는 과정을 진행하면서 강사가 직접 뾰족한 끝부분을 잘라 주고, 종이로켓의 끝부분을 조금 잘라도 비행에는 영향이 없으며 날리는 과정에서 뾰족한 끝부분을 자르지 않으면 사람이 상처를 입을 수 있음을 강조해 줍니다.
tip : 종이로켓이 완성되면 펜으로 이름 등 고유의 표시를 해 주어야 날리는 과정에서 다른 사람이 만든 종이로켓과 구별하지 못하는 일이 생기지 않습니다.
활동 : 종이로켓 날리기
활동지도 : 종이로켓을 반으로 접고 날려보면서 비행을 관찰하도록 지도합니다.
정보제공 : 날고 있는 물체의 자세가 변하는 현상은 무게중심을 공력의 작용점인 공력중심보다 앞쪽에 있게 하면 해결할 수 있습니다.
정보제공 : 종이로켓의 무게중심은 종이가 더 많이 겹쳐 있는 앞쪽에 있고, 공력중심은 면적이 더 넓은 뒤쪽에 위치합니다. 이로 인해 종이로켓은 자세가 쉽게 변하지 않고 안정적으로 날아갈 수 있습니다. 또한, 종이로켓을 반으로 접어주면, 넓은 면적을 가진 로켓의 뒤쪽이 공기 저항을 받아 상하좌우로 회전하는 것을 막아주어, 운동 방향으로 자세를 유지하며 더 멀리 날아갈 수 있습니다.
tip : 종이로켓은 약한 바람에서는 비행에 큰 영향이 없기 때문에 바람이 강하지 않은 경우 야외 운영도 가능합니다.
tip : 종이로켓은 바닥 등과 충돌하는 과정에서 날개와 동체에 뒤틀림이 발생합니다. 던질 때마다 동체나 날개의 뒤틀림 등을 보정해 주어야 합니다.
tip : 종이로켓은 숙달되면 간단하게 다시 만드는 것이 가능하므로 날리기 위해 이동할 때 강사가 A4 용지 등을 충분하게 준비하여 날리는 과정에서 참가자가 원하면 추가로 만들어 날려 보도록 합니다.
tip : 종이로켓을 만드는 과정에서는 A4용지는 한 장씩만 나누어 주고, 만드는 과정에서 시행착오가 생기면 펴서 다시 접거나 테이프 등을 이용하여 붙이는 방법으로 수정하여 완성하고 던져 날리는 활동까지 끝내고, 필요하면 다시 만들고 날리는 과정을 반복하도록 지도합니다.
