|
|
| 제목 : 불가사의한 비행물체 부메랑을 만들어 보자 |
| 작성자: 운영자 |
작성일: 2003-03-11 오후 9:37:00 |
| 파일명:
없음 |
|
|
|
|
비행기나 글라이더는 어떻게 하늘을 나는 것일까? 부메랑은 던지면 왜 제자리로 되돌아오는 것일까? 물체가 하늘을 날 때에는 물체를 밀어 올리는 공기의 압력이 작용하고 있다. 이러한 원리를 생각하면서 다양한 비행 물체를 직접 만들어 야외로 나가 실제로 날려 보기를 바란다.
▣ 물체가 하늘을 나는 이유
물체가 하늘을 날기 위해서는 물체를 밀어 올리는 공기의 압력인 '양력(揚力)', 즉 부양력(浮揚力)이 필요하다. 양력은 나는 물체 주위에 흐르는 공기의 속도 차이에서 생긴다. 유체의 속도가 빠를수록 유체 안의 압력은 낮아지고, 속도가 느릴수록 압력은 높아진다. 이것을 비행기의 날개를 통하여 보면 그림과 같다. 즉 날개의 윗면이 a∼b 사이의 거리보다 길고, 공기의 속도가 빨라지므로 압력이 낮아진다. 반대로 아랫면은 윗면보다 압력이 높아진다. 그 압력의 차이에서 날개를 위로 밀어 올리는 양력이 생긴다. 물체가 날기 위해서는 이 양력이 중력보다 커야 하고, 더 나아가 추진력이 공기의 저항력보다 커야 한다.
양력을 발생시키는 원인은 두 가지로 나눌 수 있다. 하나는 날개의 단면 모양이고, 또 하나는 날개와 공기의 흐름이 만드는 각도(영각)이다. 영각(迎角)이 클수록 양력이 증가하지만, 어느 정도 이상이 되면 공기가 날개의 윗면을 따라 흐르지 않게 되어 양력이 감소한다. 이것을 '실속(失速)'이라고 한다.
▣ 부메랑
오스트레일리아의 선주민 아보리지니가 사냥할 때 썼던 것을 모방한 것이 현재의 부메랑(boomerang)이다. 부메랑도 양력을 발생시켜 난다.
부메랑의 끝을 쥐고 세운 상태에서 던지며 원을 그리면서 제자리로 되돌아온다.
부메랑은 한쪽 면이 부풀어 있는데 양력은 이 면의 방향에 생긴다. 여기서는 <모양의 부메랑을 부푼면을 왼쪽으로 하여 던졌다고 생각하자.
부메랑을 세워서 던지면 윗부분에는 앞으로 나아가는 속도에 회전 속도가 더해지면서 부메랑의 공기에 대한 속독 빨라지므로 양력이 커진다. 그러나 아랫부분에는 회전이 진행 방향과 반대가 되므로 양력이 적어진다.
그 결과 부메랑은 왼쪽으로 쓰러지려고 한다. 하지만 방향을 유지하려는 회전축의 힘이 작용하므로 왼쪽으로 쓰러지지 않고 진행 방향의 왼쪽으로 구부러진다. 이 현상이 연속적으로 일어나기 때문에 부메랑은 계속 왼쪽으로 휘어지면서 원래의 장소로 되돌아오게 된다.
1. 준비물
베니어(30cm×20cm×두께4mm), 실톱, 손잡이가 달린 목공 줄, 사포(#100, #600, #는 눈의 가늠을 나타내는 번호), 클리어 래커(clear lacquer)
2. 어떻게 할까요?
베니어판에 연필로 부메랑의 모양을 그리고 실톱으로 잘라 낸다. (디자인은 그림 참조) 손잡이가 달린 목공줄로 표면(그림의 짙은 갈색 부분)을 깍아서 단면을 날개 형태로 만든다. 모서리 전체 둘레를 둥그스름하게 줄질한다. #100사포로 매끄럽게 될 때까지 손질한다. 클리어 래커를 엷게 칠한다. 다 마르고 나면 #600사포로 완성시키고 좋아하는 색깔로 마무리한다.
3. 날리는 방법
주위에 사람이 없는 것을 확인하고 바람의 방향을 조사한다. 부메랑의 표면(깍은 쪽)이 안쪽이 되도록 하여 끝을 쥔다. 풍상(風上)의 오른쪽 45°를 향하여 공을 던지는 식으로 던진다. 이 때 손목에 힘을 주어 될 수 있는 대로 부메랑에 많은 회전을 주도록 한다. 보호용으로 안경이나 장갑을 끼면 좋다.
4. 주의
- 사람이 다치지 않도록 넓은 장소(50m×50m이상)에서 던진다.
- 바람이 세게 불 때(풍속 3m/초 이상)는 던지지 않는다.
- 절대로 부메랑을 옆으로 던지지 않는다. 급상승하고 급하강하여 던진 사람이 다칠 염려가 있다.
|
|
|
|
발명교실 프로그램
Designed by DOWON.NET