SZ-F-R-005(Rev.3)                                                                                                      호기심의 시작 사이언스존                                                                                                     A4(210mm ×297mm)

◎ 미리생각해보기

비행기 탑승 시 좌석들이 비어있으면 임의로 그 자리로 옮겨 앉아도 될까요?

가능한 배정 받은 좌석에서 그대로 여행하는 것이 좋습니다. 빈자리라 하여 임의로 옮겨 앉으면, 심한 경우 항공기 무게중심이 균형을 잃어 다시 무게 중심을 잡느라 항공기의 출발이 지연되는 상황이 발생할 수도 있습니다. 항공기나 선박은 기체 또는 선체의 균형이 대단히 중요합니다. 여객과 화물 수속을 완료하는 시점에서 컴퓨터를 통해 좌석 배치와 화물 탑재 위치 등이 자동으로 고려되어 무게중심을 구합니다. 이 무게중심이 운항에 적절한 위치에 와 있어야 비로소 운항 허가도 얻게 됩니다.

◎ 실험 전 주의사항!

1. 실험에 포함된 작은 부품이나 시약 등은 삼키지 않도록 주의합니다.

2. 실험에 포함된 준비물은 실험 외 다른 용도로 절대 사용하지 않도록 합니다.

3. 실험용 도구와 시약으로 절대 장난치지 않도록 합니다.

4. 날카로운 도구를 사용할 때는 다치지 않도록 주의합니다.

5. 실험 후에는 주변을 정리하고 손을 깨끗이 씻습니다.

◎ 실험 전 반드시 확인하기!

다양한 꾸미기 재료를 이용하여 글라이더를 자유롭게 꾸밀 수 있도록 지도합니다.

우드락 글라이더가 파손될 수 있으니 주의합니다.

완성 후 사람을 향해 발사하지 않도록 지도합니다.

◎ 실험방법

1. 유성펜과 스티커를 이용하여 우드락비행기를 꾸며줍니다.	2. 우드락비행기 앞 코쪽에 양면테이프를 이용하여 와셔를 양면(앞,뒷면)에 붙입니다. 이때, 와셔가 우드락보다 살짝 앞쪽으로 나올 수 있게 합니다. 앞면 와셔 타공에 쇠구슬 붙여줍니다.

3. 우드락비행기 옆면의 파손을 막기 위해 다음과 같이 투명테이프를 붙여줍니다.	4. 손가락이나 연필 등을 이용하여 글라이더의 무게중심을 찾아 표시합니다.

SZ-F-R-005(Rev.3)                                                                                                      호기심의 시작 사이언스존                                                                                                     A4(210mm ×297mm)

5. 백업을 반으로 잘라 준비합니다.	6. 자른 백업을 총의 부품과 결합시킵니다. 이때, 고무줄을 이용하여 백업과 부품의 결합을 견고하게 합니다. (주의! 총의 부품을 힘껏 백업에 누르면 자연스럽게 결합됩니다.)

7. 양면테이프를 이용하여 4번에서 표시한 무게중심 자리에 6번에서 만든 장치(백업+부품)를 붙입니다. (주의! 고리의 방향에 유의하세요. 추후 총에 장착할 때 중요합니다.)	8. 발사대(총)에 다음과 같이 장착한 후 발사합니다. (주의! 장착시, 글라이더가 아닌 백업을 잡아 당겨줍니다.)

◎ 실험결과 및 생각해보기

1. 글라이더를 처음 날렸을 때 날아가는 궤도와 방향을 그려봅니다. 글라이더의 비행이 원활했나요? 그렇지 않았다면 [3. 글라이더의 비행조건]을 고려하여 보완책에 대해 생각해봅니다.

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◎ 원리이해

1. 무게중심

: 무게중심이란 물체가 가진 무게의 중간 지점으로, 쉽게 말해서 무게가 어느 쪽으로도 치우치지 않고 균형을 잡는 점입니다. 손가락 위에 글라이더를 올려놓으면 글라이더가 한쪽으로 기울며 떨어질 것입니다. 글라이더을 이리저리 움직이다 보면 어느 순간 공책이 떨어지지 않고 균형을 잡게 됩니다. 이때 손가락에 닿은 지점이 글라이더의 무게중심입니다. 즉, 무게중심을 잡으면 물체가 넘어지지 않고 수평을 이룹니다.

출처: naver 지식백과

2. 비행에 영향을 주는 4가지 힘

1) 양력(위로 뜨게 하는 힘)

: 양력은 공기 중을 가르며 이동하는 방향에 수직으로 작용하는 힘을 말합니다. 양력은 기압의 차이에 의해 만들어집니다. 여객기나 수송기의 경우에는 날개를 크게 설계하여 양력을 최대한으로 만듭니다.

2) 항력(공기의 와류와 마찰에 의한 저항력)

: 항력은 운동 방향과 반대되는 힘, 즉 공기의 마찰을 말합니다. 항력은 마찰과 기압의 차이에 의해 생성되어 이러한 공기의 마찰을 줄이기 위해 비행기의 모양을 유선형으로 만듭니다.

3) 무게 (중력, 지구 중력에 의한 힘)

: 무게는 지구 중심의 방향인 아래로 작용하는 힘, 중력의 힘을 말합니다.

4) 추력(추진력, 전진하는 힘)

: 비행체를 운동 방향으로 밀어내는 힘을 말합니다.

3. 안정적인 비행을 위한 조건

1) 밸런스 조정

: 기체가 완성되면 우선은 아래 항목으로 전체 밸런스를 알아봅시다.

① 몸체, 날개의 좌우에 비틀림은 없는가?

② 몸체의 좌우 중심 밸런스는 괜찮은가?

③ 동체의 부러짐은 없는가?

➃ 꼬리날개 똑바로 되어 있는가?

2-1) 글라이드 테스트

: 눈높이에서 앞쪽으로 밀어내듯이 날립니다. 반드시 바람을 향해 날리고 비행기 앞 코가 위쪽으로 향하지 않도록 주의합니다. 다음과 같이 나는 모습에 따라 조정합

니다.

① [A 또는 B의 경우]

- 딱히 조정할 필요는 없지만, 몇 번을 던져도 같은 패턴이어야 함.

② [C의 경우]

- 중심위치가 앞에 있을 때는 추 무게를 줄인다.

- 중심위치가 바를 때는 몸체와 꼬리날개의 설치 각도를 점검한다.

③ [D의 경우]

- 중심위치가 뒤에 있을 때는 추 무게를 늘린다.

2-2) 직진성 테스트

[A의 경우]

: 이처럼 직진성이 좋고 좌우로 선회하지 않는 글라이드가 양호하다.

[B의 경우]

① 동체를 앞 또는 위에서 보며 왼쪽이나 오른쪽으로 구부러져 있진 않은지 알아본다.

② 꼬리날개가 동체에 평행하고 똑바르게 설치돼 있는지 알아본다.

③ 양 날개에 좌우 비틀림이 없는지 알아본다.

2-3) 선회성 테스트

글라이더는 직선 비행하는 것만으로는 던진 후에 바람을 타고 멀리까지 날아가 버립니다. 또, 서멀(열상승기류)에 들어가도 바로 벗어나 버리기 때문에 체공시간이 짧고, 보다 긴 기록은 바랄 수 없습니다. 이 2개의 문제를 해결하기 위해서는 던진 후에 선회비행을 시킵니다.

4. 글라이더 날리는 방법

: 바람에 맞서 약간 왼쪽을 향해, 위쪽 30도 정도로 날립니다.

① A처럼 던지는 경우에는 안정된 형태로 좌선회에 들어갑니다. 선회 상태를 보고, 직경이 20m 전후가 되도록 조정합니다.

② B처럼 던지는 경우에는 너무 위쪽을 향하고 왼쪽으로 기우는 것이 부족하기 때문에 속도를 잃습니다.

③ C처럼 던지는 경우에는 너무 왼쪽으로 기울기 때문에 지면으로 다이빙합니다.

- B, C 둘 다 위쪽으로 향하는 각도를 조정하고, 꼬리날개의 오른쪽 기울기를 조금씩 조정하여 몇 번 정도 시험해 봅시다.

학습목표

[무게중심]과 [글라이더의 비행조건] 관계를 이해하고, 나만의 글라이더를 만들어봅니다.

실험날짜          년      월      일

학년   반    이름 :

비행기 탑승 시 좌석들이 비어있으면 임의로 그 자리로 옮겨 앉아도 될까요?

◎ 미리생각해보기

발사체 (1개), 우드락비행기(2개), 도안2-스티커(1장), 와셔(2개), 쇠구슬(1개),

고무줄-소(1개), 백업-4cm(1개), 양면테이프-10cm(5개), 투명테이프-10칸(2장)

※ 직접준비하세요! 가위, 칼, 유성펜 (각종 글라이더 꾸미기 재료)

◎ 실험준비물

1. 글라이더를 처음 날렸을 때 날아가는 궤도와 방향을 그려봅니다. 글라이더의 비행이 원활했나요? 그렇지 않았다면 [3. 글라이더의 비행조건]을 고려하여 보완책에 대해 생각해봅니다.

◎ 실험결과 및 생각해보기

◎ 새롭게 알게 된 사실

◎ 느낀점