비행기의 재질과 무게중심에 따라 비행기의 거리와 시간에 영향을 받을까 ?

1. 비행기의 재질과 무게중심에 따라 비행기의 거리와 시간에 영향을 받을까?

2. 1.연구동기 비행기에 관심이 많아 비행기에 대해 찾고 있던 중 링 비행기가 눈에 띄었었다. 왜냐하면 최근 들어 링 비행기에 대한 대회와 참여가 많아졌기 때문이다. 또한 링 비행기의 무게 중심과 재질에 따라 기록과 이동시간이 달라 질 수 있으므로 많은 재질로 실험을 할 수 있었고 다른 비행기들 보다 간단하게 만들고 쉽게 날릴 수 있어 사람 들의 흥미가 높은 대회였다. 나는 그 링 비행기 대회를 보며 링 비행기의 재질과 무게중심 에 대한 궁금증이 생겼고 그래서 나는 링 비행기의 실험을 하려 한다.

3. 2.이론적 근거 비행기의 중량을 공중에서 지탱하는 것은 날개(주 날개)에 작용하는 양력이다. 비행기가 공기 속을 어떤 속도로 전진하면 그 속도와 같은 바람(공기의 흐름)이 날개에 닿는다. 이 공기의 흐름은 만곡이큰 날개의 윗면을 통과할 때는 유속이 빨라지고, 만곡이 작은 아랫면에서는 유속이 느려진다. 베르누이의 정리에 따르면 유속이 증가하면 유체의 압력이 감소되고, 반대로 유속이 감소되면 압력은 증가된다. 그러므로 날개의 윗면에서는 부압이 생겨서 날개를 빨아올리고, 아랫면에는 정압이생겨서 날개를 위로 밀어올려, 이 상하면의 작용이 합쳐져서 날개에는 상향(上向)하는 양력이 생긴다. 비행기가 일정한 속도로 수평비행을 할 때에는 날개의 양력이 기체(機體)의 중량과 균형을 잡는다.

4. 3.연구방법 가. 준비물 신문지, A4용지, 머메이드지, OHP용지, 빨대, 가위, 칼, 테이프, 자, 초시계, 클립 나. 연구의 제한점 및 주의사항 1)링 비행기의 앞부분 의 길이는 짧게 뒷부분의 길이는 길게 함 2) 빨대의 길이가 모두 같아야 함 3) 테이프의 길이 모두 같아야 함 4) 너무 많은 클립을 사용하지 말아야 함(비행기가 추락 가능) 5) 던질 때의 힘은 모두 같게 할 것(결과가 다를 수 있기 때문) 6) 가급적 바람이 불지 않을 때 날릴 것[환경의 요인(결과)]

5. 다. 연구과정 • 1) OHP, 신문지, A4용지, 머메이드지를 모두 같은 규격으로 • 자른다. • 2) 자른 종이들로 링을 만들고 빨대에 부착한다. • 3) 출발선에서 클립의 개수(앞 뒤 각각 0개, 1개, 2개)와 날리는 • 각도 (지면과 수평,45도 등)을 달리하여 지면에 착륙 시 비행 • 거리와비행시간을 측정한다. • 4) 실험결과를 정확히 측정하기 위해 총 3번 링 비행기를 날린다. • 5) 3개의 실험결과를 통해 평균을 구한다. • 6) 결과를 정리하고 도표로 만든다.

6. 가설

7. 4.연구결과 지면의 각도(재질)의 따른 비행거리와 시간이 비례 한다. 그리고 45도로 비행기를 날렸을 때 비행거리와 시간이 더 높다.

8. 위의 그래프를 보아 비행기의 클립을 달면 무게가 가해져 비행거리와 시간이 줄어든다. 그러나 무게중심이 맞혀지면 비행거리가 증가한다.

9. 5.연구결과의 따른 정리 위의 표의 결과를 보아 링 비행기의 비행 거리를 가장 높일 수 있는 재질은 OHP이며 클립을 이용하여 무게 중심을 잡을 때 적절 양의 무게가 있어야 무게 중심이 잡아져 더 오래 그리고 멀리 비행할 수 있다. 그러나 적절양의 무게를 벗어나 무게를 더 높이면 비행기가 무게를 받아 전반적으로 비행거리를 줄일 수 있다. 그리고 그 다음 순으로 필름,A4, 신문지, 머메이드가 뒤를 따른다. 또한 클립을 부착할 경우 무게 중심이 맞으면 비행거리와 비행시간이 증가하였지만, 무게중심이 맞지 않으면 비행거리와 시간이 감소하였다.

10. 6.탐구 후 느낀 점 나는 비행기가 하늘에 있는 것을 보며 생각하였다. 어떻게 저 무거운 비행기가 하늘을 날 수 있을까? 그리고 저 비행기는 어떻게 오래 날 수 있을까? 라고 생각하였다. 그러나 그런 궁금증을 실험을 통해 알아보고 싶었지만 실험을 직접 할 수 없어 책을 뒤적이고 만 있었다. 그런데 이번 기회를 통해 실험을 할 것을 다짐하였고 내가 평소에 많이 궁금 하였던 날개 없는 링 비행기를 사용하였다. 그리고 책과 백과를 통해 비행기의 대해 찾아 보니 비행기에 대해 이해가 더 잘 되었다.

11. 7.더 알고 싶은 점 ☞ 링 비행기를 제외하고 다른 비행기의 재질의 따른 결과는 어떠할까? ☞ 일상생활 속에서 사용하고 있는 비행기의 원리는 무엇이 있을까?