[올타 실험과학 마곡센터] 빅뱅E 10월 1주차 미니 투석기

이 수업은 탄성력에 대한 내용으로, 중학교 1-2 힘의 작용에 포함되는 과정입니다.

투석기 - 기계(탄성체, 지렛대, 원심력 등)의 힘을 이용해 물리를 멀리 던지기 위한 도구 - 오래전 부터 군사용으로 사용되었음 - 중세 이후에 화기(대포)의 등장으로 점차 사라짐

2. 투석기의 종류 1) 탄성체형 투석기 - 투석기 팔을 밧줄 사이에 끼워 넣어 줄을 양쪽에서 비틀어 감았다가 갑자기 풀면, 밧줄의 복원력에 의해 투석기 팔이 일어나며 돌을 멀리 날려보냄 2) 시소형 투석기 - 투석기 팔 반대편에 무거운 추를 달고, 원치로 줄을 감아 투석기 팔을 내린 다음, 돌을 싣고 순간적으로 원치를 풀면 추가 떨어지면서 투석기 팔과 연결된 대를 회전시켜 돌을 날려보냄

3. 투석기의 원리 1) 탄성력(복원력) - 외부의 힘에 의해 변형된 물체가 원래의 모양으로 되돌아가려는 힘을 이용 2) 지레의 원리 - 투석기는 힘점, 작용점, 받침점이 있어 적은 힘으로 무거운 물체를 들어 올림 3) 포물선 운동 - 일정한 크기와 방향을 가지는 힘이 작용하는 공간에서 물체가 힘의 방향과 일정한 각도를 이루어 던져졌을때 그 이동경로가 포물선을 그리는 운동 4) 관성의 법칙 - 외부에서 힘이 가해지지 않는 한 모든 물체는 자기의 상태를 그대로 유지하려는 성질을 가짐 5) 작용 반작용 법칙 - A 물체가 B 물체에 힘을 가하면 B 물체도 A물체에게 같은 크기의 힘을 반대 방향으로 가함

4. 항공기 투석기 - 항공기가 제한된 거리, 일반적으로 선박의 갑판(항공모함)에서 이륙할 수 있도록 하는 장치

<실험>

탄성력을 이용해 물체가 날아가는 모습을 확인해봅니다.

나무젓가락을 낱개로 분리한 후, 끝을 교차시켜 고무줄을 걸어 꼬아주고, 나무젓가락을 걸어줍니다. 나무젓가락을 이용하여 삼각형 모양을 만든 뒤 숫가락을 고정하여 투석기를 완성합니다. 화장지 공을 만들어 준비한 다음 숟기락을 당겨 발사되는 공의 모습을 관찰해봅니다.

=> 화장지 공이 포물선을 그리며, 앞으로 날아가는 모습을 관찰할 수 있습니다. - 힘점 : 손으로 누르는 부분 - 받침점 : 바닥에 놓은 삼각형 모양 - 작용점 : 숟가락