【과학실험】하이브리드 자동차가 맞어? 공기압과 고무동력으로 가는 자동차 2【참사이언스몰】
Автор: 참사이언스
Загружено: 2024-11-17
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공기압과 고무동력 하이브리드 자동차 참키트 - 공기압과 고무동력으로 가는 자동차
이 실험은
주사기와 고무줄을 이용하여 공기압 동력과 고무줄 동력으로 움직이는 자동차를 만들어 경주할 수 있고, 어떤 힘이 자동차를 움직일 수 있게 했는지, 마찰력은 왜 필요한지 등을 알아볼 수 있습니다.
잠깐만!
◆ 꼼꼼하게 완성도가 높게 만들어야 작동이 잘됩니다.
◆ 안전사고에 주의하여 실험하세요.
준비물: 도안, 주사기, 고무마개, 실, 고무줄, 나무 막대, 꼬치 막대, 고무풍선.
별도 준비물: 만능 본드(풀) 또는 강력 본드, 니퍼나 가위.
종이 공작품 구성에서의 특성.
종이 공작에서 디자인은 생각하는 대로 그릴 수 있으나, 원하는 모양대로 재단하는 작업은 쉽지 않습니다. 목형을 만들 때 작업자는 디자인 치수를 수정해 달라고 반려합니다. 목형이 만들어져 톰슨 재단[도무송, "다이 커팅(Die Cutting)"] 작업장에 가면 ‘종이가 두껍다’, ‘구멍의 키기가 작다’ 등의 이유로 종이가 재단이 안되거나 터질 수 있다고 하여 디자인을 수정해야 하는 경우도 있습니다. 이런 이유로 종이 두께보다 홈이 넓어져 원하던 생각만큼 만들기가 쉬워지지 않게 됩니다. 더 쉽게 공작되길 원했지만 이러 이유로 부족한 점은 양해 구하오며, 아쉽지만 미흡한 점은 수정해 나갈 것입니다. 하지만 정성 들여 만들면 생각보다 더 좋은 작품이 될 것입니다.
과정 및 방법 - 설명 순서를 지키면 조립 시간이 짧아질 것입니다.
1. 재단된 도안의 작은 구멍까지 모두 뜯어 가지런하게 준비해 놓는다.
2. 풀칠 후 부착이 쉽게 바퀴를 탑을 쌓아 차체를 뒤집어 걸쳐 놓는다.
3. 바퀴 축 걸이를 두 개를 풀칠해 합쳐 붙여 2,3,5,6 홈에 고정 부착한다.
4. 차체 위에서 축 걸이 덧댐 판을 풀칠해 바깥쪽으로 밀어붙이면 더 튼튼해진다.
5. 차체가 휘지 않고, 튼튼하게 하기 위해 보강판을 축 걸이 옆에 붙인다.
6. 주사기 피스톤을 빼놓고, 주사기 고정판 1에 주사기를 끼운 후 차체와 닿는
부분에 풀칠한 후, 4번 홈에 끼워 앞바퀴를 향하게 접어 붙인다.
7. 주사기 고정판 2도 풀칠해 4번 홈에 끼워 뒷바퀴를 향하게 접어 붙이고,
피스톤을 끼워 맨 안쪽까지 밀어 놓는다.
8. 고무줄을 같이 사용하려면 주사기에 먼저 끼워 놓는다.
9. 주사기 노즐 고정판 2와 1도 풀칠 먼저 한 후 노즐에 끼워 위와 같게 붙인다. 주사기 노즐을 고무마개로 막는다.
10. 뒤 바퀴 축을 축 걸이에 끼우고, 축에 난 구멍에 작은 막대(약 Ø2 × 10mm)
를 잘라 한쪽은 2mm만 나오게 끼워 풀(본드)로 고정한다. 굳는 시간을 줌.
11. 실의 한쪽을 묶어 고리를 만들고, 주사기 피스톤에 난 구멍에 끼워 축에 걸이 막대와 길이를 조정하여 묶어 마무리한다. 길이 잘못 설정 시 강제 정지당함.
12. 바퀴 축에 작은 원판을 먼저 1개씩 끼운 후 큰 바퀴를 끼우고, 작은 원판을 끼워 앞·뒤 바퀴 네 곳 모두 튼튼하게 붙인다.
13. 실을 축 걸이에 걸고 바퀴 뒤쪽으로 회전시켜 감았다가 바닥에서 놓는다.
14. 고무줄만 감았다가 놓아본다.
15. 풍선을 가위로 잘라 큰 바퀴에 풍선을 씌운다. 풍선이 없을 때와 속도 비교.
16. 앞 범퍼와 뒤쪽 날개(윙)를 풀칠해 붙인다. 남는 도안을 가위로 잘라 덧붙이고, 갈라진 틈새에 풀을 덧칠하는 것으로 튼튼하게 마무리한다.
원리
하이브리드(hybrid)는 두 가지 이상의 요소가 하나로 합쳐진 것을 말하며, 보통 여러 가지 기술이나 기능이 융합되어 더 높은 성능을 가진 제품을 일컫는다. 21세기 초 자동차는 내연기관에서 전기를 사용하도록 만들어진 자동차 때문에 하이브리드 자동차의 의미로 쓴다.
공기압력 자동차는 진공상태의 압력 차를 이용하는 것으로, 주사기의 노즐을 막고 피스톤을 0에서 맨 뒤로 뺐을 때 원위치로 돌아가려는 에너지를 이용한 자동차입니다. 자동차의 뒷바퀴 축에 실을 걸고 감으면 피스톤이 빠져나오면서 주사기 안은 진공상태가 됩니다. 축을 놓으면 주사기 안에 당기는 공기압력으로 피스톤이 빨려 들어갑니다. 이때 축에 감긴 실이 당겨지면서 바퀴가 빠른 회전을 하여 자동차를 움직이게 하는 것입니다.
고무줄 동력 자동차는 고무줄을 축에 걸고 끊어지지 않을 만큼 돌려 감았다가 축을 놓으면, 고무줄의 탄성력이 축을 당기므로 바퀴가 빠른 회전을 하여 자동차를 움직이게 하는 것입니다.
주사기 피스톤은 쉽게 움직일 수 있습니다. 주사기 끝을 막아 당기면 피스톤이 잘 당겨지지 않고, 원래 상태로 돌아가 버립니다. 그런데, 주사기 밖이 진공상태가 되면 피스톤은 어떻게 될까요? 공기 분자의 충격에 피스톤은 밀려 나옵니다. 진공이지 않을 때 피스톤을 누르고 있던 힘이 공기의 힘 = 분자의 힘 이였다면 믿으시겠습니까?
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