무게중심으로 최적의 안정적인 팽이를 찾아라 03김동균, 04김문성, 09박 홍, 10서영우
탐구내용 팽이에 미치는 무게중심의 위치의 영향으로 보통 무게중심이 물체의 아래 부분에 있을 경우 안정한 상태가 되어 잘 쓰려지지 않는 것에 대해서 ‘무게중심이 제일 낮을 때 팽이가 가장 오래 버티다’라는 가설을 세웠다. 무게중심의 위치는 이쑤시개의 밑에서부터 1cm, 2cm, 3cm로 하였다.( 팽이 모양 기준 : 원) 위의 내용에 추가로 무게중심의 위치에 따라 공중에서 팽이를 날렸을 때 가장 오래 버티는 팽이를 실험하였고 이것 또한 무게중심이 제일 낮을 때 가장 오래 버티는 것으로 가설을 세웠고 팽이는 상공 6cm에서 실험하였다. 총 4개의 도형(원, 정삼각형, 정사각형, 정육각형)으로 팽이에 미치는 도형을 실험하였고 넓이는 각각 약 50으로 하였다. ‘원 모양의 팽이가 가장 오래 버티다’ 로 가설을 세웠다.
가설 1 : 무게중심이 제일 낮을 때 가장 오래 버틴다(팽이 모양 기준 : 원)
가설 1 : 무게중심이 제일 낮을 때 가장 오래 버틴다(팽이 모양 기준 : 원) 실험 과정 지표면 위에서 팽이를 회전시켰을 때 무게중심의 위치 1회 2회 3회 평균 1cm 5.84 4.96 5.03 5.28 2cm 5.48 6.73 6.07 6.093 3cm 1 1.28 3.04 1.773 상공 6cm에서 팽이를 회전시켰을 때 무게중심의 위치 1회 2회 3회 평균 1cm 3.57 4.91 11.03 6.503 2cm 5.81 5.86 5.71 5.793 3cm 2.36 2.58 4.86 3.26
실험 결과 지표면 위에서는 2cm 팽이가 가장 버티어 가설이 참이 되지 못하였고 1cm 팽이가 상 되었다. 3cm 팽이가 가장 오래 버티지 못한 것을 보면 무게중심이 물체의 아래 부분에 있을 경우 안정한 상태가 되어 잘 쓰려지지 않는 것을 증명하였다.
위 실험의 한계점 공중에서 돌리다 보니 위 실험을 진행할 때 감각이 살아있는 인간이다 보니 각각 똑 같은 힘을 주지 못하고 비슷한 힘을 주었다. 시간을 재는 데에 있어서 각각 시간을 정 확하게 재기 힘들었다.
가설 2 : 총 4개의 모양에서 원 모양이 가장 오래 버틴다. (총 4개의 모양 : 원, 정삼각형, 정사각형, 정육각형)
가설 2 : 총 4개의 모양에서 원 모양이 가장 오래 버틴다. (총 4개의 모양 : 원, 정삼각형, 정사각형, 정육각형) 원 모양일 때 (반지름:4cm, 면적:50.24) 무게중심의 위치 1회 2회 3회 평균 1cm 4.12 4.10 3.94 4.05 2cm 2.72 2.94 2.57 2.74 3cm 1.72 1.51 1.67 1.63 정삼각형일 때 (한 변:10.7cm, 면적:49.57) 무게중심의 위치 1회 2회 3회 평균 1cm 3.21 3.31 3.24 2cm 2.12 2.52 2.37 2.33 3cm 1.28 1.82 1.72 1.54
정사각형일 때 (한 변:7.07cm, 면적:49.49) 정육각형일 때 (한 변:4.4, 면적:50.29) 1회 2회 3회 평균 무게중심의 중심 1회 2회 3회 평균 1cm 3.52 4.12 3.78 3.8 2cm 2.52 2.17 2.37 2.3 3cm 1.48 1.32 1.28 1.35 정육각형일 때 (한 변:4.4, 면적:50.29) 무게중심의 중심 1회 2회 3회 평균 1cm 3.90 3.87 4.03 3.93 2cm 2.52 2.48 2.60 2.53 3cm 1.42 1.62 1.59 1.54
실험 결과 가설대로 무게중심이 1cm로 낮을 때 모든 모양의 팽이에서 가장 오래 돌았고, 평균적 으로 돈 시간은 원, 정육각형,정사각형, 정삼 각형의 순으로 길었다.
위 실험의 한계점 팽이를 만들 때 구멍을 너무 크게 뚫거나 목공풀의 양의 차이가 생겼다. 팽이를 만들 고 바로 돌렸을때와 조금 굳었을 때의 차이 가나서 실험을 다시 하게되었다. 팽이를 돌릴 때 비슷한 힘을 주려 하다 보 니 실험시간이 예상보다 길어졌다.
감사합니다.