종이비행기
즐거운 과학 : OUT LAB 008
▏종이비행기 ▏
⇨ 무게를 극복하는데 양력을 이용하면 비행기입니다.
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실험 내용 :
종이비행기에서 무게중심과 공력중심
실험 세분화 :
종이비행기 만들기
종이비행기 날리기
종이비행기에 무게추 추가하기
무게추의 이동에 따른 종이비행기 비행 관찰하기
측정과 관찰 :
무게중심의 이동에 따른 종이비행기의 비행
Drop&Drop (기술의 숙달, 재현성) :
종이비행기 접는 기술
종이비행기 날리는 기술
기록 :
산출물로 대체
기록이 필요하다면 무게추의 위치에 따른 종이비행기의 비행관찰을 통한 무게중심 및 공력중심 위치 추정을 스케치와 함께 기록
EXP. 종이비행기에서 무게중심과 공력중심
활동 : 종이비행기 만들기
활동지도 : 종이를 나누어 주고 순서대로 접어 종이비행기를 만들도록 지도합니다.
tip : 종이비행기 만들기에서 접는 과정을 같은 모양으로 접는 양쪽의 대칭이 매우 중요합니다. 접는 과정은 세분화하여 진행하고, 강사는 이 과정에서 비대칭이 발생한 부분을 바로잡아 주고, 다음 단계로 넘어가기 전에 반드시 정확한 대칭 상태를 유지하도록 지도합니다.
tip : 참가자 모두가 종이비행기 만들기 과정을 마치면 넓은 공간으로 이동하여 종이비행기 날리기를 진행합니다.
활동 : 종이비행기 날리기
활동 지도 : 만들어진 종이비행기를 날려보고 비행을 관찰합니다.
tip : 종이비행기는 가볍고 초기 속도가 빠르지 않기 때문에 바람 등 외부환경에 큰 영향을 받습니다. 체육관 등 넓은 실내나 책상 등을 치운 넓은 교실 등 실내에서 운영하는 것이 좋습니다.
tip : 간단한 종이비행기의 비행 성능은 만들기 기술과 날리기 기술에 따라 달라집니다. 첫 번째 활동에서는 참가자들이 종이비행기를 바르게 접는 법과 효과적으로 날리는 법을 충분히 익힐 수 있도록 지도합니다.
tip : 종이비행기는 던지는 힘보다는 날개에서 생기는 양력으로 날아갑니다. 따라서 강하게 던지기보다는 위쪽으로 부드럽게 밀어주듯 날리는 것이 중요합니다. 활동 중에는 참가자들이 올바른 비행 자세와 힘 조절을 익힐 수 있도록 지도합니다.
활동 : 종이비행기에 무게추 추가하기
활동지도 : 종이를 새로 나누어 주고 종이비행기를 만들고 클립을 종이비행기 바디에 고정시키도록 지도합니다.
정보제공 : 종이비행기의 비행 안정성은 무게중심과 공력중심의 위치에 따라 달라집니다.
무게중심이 공력중심보다 너무 앞에 있으면 기체가 아래로 기울며 활공각이 커지고, 비행거리가 짧아질 수 있습니다.
반대로, 무게중심이 공력중심보다 너무 뒤에 있으면 기체가 위로 들리며 일시적으로 상승할 수 있지만, 받음각이 커져 항력이 증가하고 비행이 불안정해질 수 있습니다.
따라서 공력중심이 무게중심보다 약간 뒤에 있는 위치가 안정적인 비행에 이상적입니다.
종이비행기에 무게추(클립)를 만들어 주면 무게중심의 위치를 조정해서 비행을 보정해 줄 수 있습니다.
tip : 정보제공을 진행하는 동안 클립의 위치를 앞쪽, 중간, 뒤쪽으로 이동시키는 시연을 통하여 참가자가 같은 방법으로 무게중심 위치 이동을 진행할 수 있도록 유도합니다.
활동 : 무게추(클립)의 이동에 따른 종이비행기 비행 관찰하기
활동지도 : 참가자가 무게추(클립)의 위치를 이동시키면서 종이비행기를 날려보고 관찰하도록 지도합니다.
tip : 무게추(클립)가 추가된 종이비행기는 비행과정에서 종이비행기 앞쪽 뾰족한 부분과 날개의 뒤틀림이 발생합니다. 날릴 때마다 뒤틀림 등을 수정해 주어야 합니다.
tip : 무게추(클립)가 추가된 종이비행기는 반복적인 비행과정에서 심하게 뒤틀림이 발생합니다. 수정을 진행해도 종이비행기가 급격하게 추락하는 등 비행성능이 개선되지 않으면, 종이비행기를 새로 만들어 날리기를 진행하도록 지도합니다.
tip : 직사각형의 날개에서 공력중심은 일반적으로 날개 앞쪽의 약 1/3 지점입니다. 종이비행기의 날개는 앞쪽에 삼각형이 있으므로 종이비행기 중앙을 공력중심으로 표시하고 비행자세를 관찰하여 무게중심의 위치를 추정하는 활동을 할 수 있습니다.
종이비행기가 지면과 수평의 자세를 유지하며 활강하면 무게중심은 공력중심보다 조금 앞쪽에 위치
종이비행기의 머리 부분이 아래쪽을 향하며 큰 활강각을 만들면서 활강하면 무게중심은 공력중심에서 많이 떨어진 뒤쪽에 위치
종이비행기의 머리 부분이 위쪽을 향하며 일시적으로 상승했다가 하강하면 무게중심은 공력중심보다 뒤쪽에 위치
