에어로켓의 비행안정성
즐거운 과학 : OUT LAB 006
▏에어로켓 ▏
⇨ 작은 날개를 만들어 주면 멀리 날릴 수 있습니다
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실험 내용 :
에어로켓의 비행안정성
실험 세분화 :
안정익이 없는 에어로켓 만들기
안정익이 없는 에어로켓 비행 관찰하기
안정익 만들어 주기
안정익을 가지고 있는 에어로켓 비행 관찰하기
측정과 관찰 :
에어로켓의 무게중심과 공력중심 위치 추정하기
에어로켓의 비행 관찰하기
Drop&Drop (기술의 숙달, 재현성) :
재현성 : 발사할 때마다 날개의 뒤틀림 등을 보정 필요
기록 :
산출물로 대체
기록이 필요하다면 에어로켓 무게중심과 공력중심 추정 위치와 비행을 스케치와 함께 기록
실험실안전 :
사람이나 파손되기 쉬운 물건을 향하여 에어로켓을 발사하지 않도록 지도합니다.
활동 : 안정익이 없는 에어로켓 만들기
활동지도 : 절연테이프를 이용하여 발사기와 로켓동체를 만들도록 지도합니다. 로켓동체 뒤쪽 끝에 접착편납을 한 바퀴 감아줍니다.
tip : 절연테이프는 사용할 때 살짝 잡아당겨 늘리면서 감아주면 밀폐 효과가 좋고, 압력에도 쉽게 파손되지 않는 특성을 가지고 있어 공기와 압력을 이용하는 과학키트에서 많이 사용합니다.
활동 : 안정익이 없는 에어로켓 비행 관찰하기
활동지도 : 안정익이 없는 에어로켓을 발사해 보고 비행을 관찰하도록 지도합니다.
활동유도 : 로켓이 기울어지거나 회전하는 자세변화를 관찰하도록 유도합니다.
정보제공 : 로켓의 뒤쪽에 편납을 붙이면 공력중심의 위치는 변하지 않지만 무게중심은 뒤쪽으로 이동하게 됩니다. 이로 인해 공력중심이 무게중심보다 앞쪽에 위치하게 됩니다. 이러한 상태의 로켓은 비행 중 자세가 불안정해지며, 무게중심이 공력중심보다 앞쪽에 위치할 때까지 무게중심을 회전축으로 하여 회전하게 됩니다. 이 과정에서 자세가 급격히 변하고 항력이 증가하여 로켓은 멀리 날지 못하고 추락하는 현상을 보입니다.
tip : 에어로켓이 완성되면 스티커, 네임펜 등으로 이름 등 고유의 표시를 해 주어야 날리는 과정에서 다른 사람이 만든 에어로켓과 구별하지 못하는 일이 생기지 않습니다.
tip : 사람이나 파손되기 쉬운 물건을 향하여 에어로켓을 발사하지 않도록 강조해서 지도합니다.
tip : 참가자들이 로켓을 발사하고 에어로켓의 비행을 충분하게 관찰한 후 정보제공을 진행하고 다음 과정으로 넘어갑니다.
활동 : 안정익 만들어 주기
활동지도 : 스티커에서 날개도안을 떼어 접어주고 로켓동체의 편납 바로 앞에 붙이도록 지도합니다.
tip : 안정익 스티커는 잘못 접으면 수정이 어렵습니다. 참가자가 순서와 방법을 숙지할 수 있도록 강사가 모둠별로 돌아다니면서 시연 등을 통하여 지도해 줍니다.
활동 : 안정익을 가지고 있는 에어로켓 비행 관찰하기
활동지도 : 안정익을 만들어 붙여 준 에어로켓을 발사하고 비행을 관찰하도록 지도합니다.
정보제공 : 편납을 붙인 로켓의 뒤쪽에 작은 안정익을 달아주면 무게중심의 위치는 변하지 않지만 공력중심은 안정익이 있는 로켓의 뒤쪽으로 이동하게 됩니다. 이로 인해 공력중심이 무게중심보다 충분히 뒤에 위치하게 되어 비행 중 자세 변화에 대한 복원력을 만들어낼 수 있습니다. 복원력을 가진 로켓은 비행 중 자세가 흐트러지더라도 스스로 균형을 회복할 수 있으며, 항력을 최소화하여 보다 안정적이고 멀리 비행할 수 있습니다.
tip : 사람이나 파손되기 쉬운 물건을 향하여 에어로켓을 발사하지 않도록 강조해서 지도합니다.
tip : 안정익은 여러 번 발사하는 과정에서 쉽게 뒤틀리거나 파손됩니다. 발사할 때마다 안정익의 뒤틀림을 보정해 주고, 파손되면 테이프 등으로 수정하며 발사를 진행합니다.
tip : 참가자들이 로켓을 발사하고 에어로켓의 비행을 충분하게 관찰한 후 안정익이 없었을 때의 비행과 비교하며 정보제공을 진행합니다.
tip : K2 에어로켓은 제작이 쉽고 바람의 영향을 거의 받지 않습니다. 환경이 허락하면 제작과 발사를 넓은 야외에서 진행하는 것이 효과적입니다.
