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1장 탐구동기 및 목적
2장 탐구과정
3장 탐구방법 및 결과
4장 결론
5장 일반화
[자유탐구 포트폴리오] 구기 종목’에서 공의 회전기술에 적용되는 과학적 원리 베르누이 법칙, 마그누스 효과 탐구 ii.탐구동기 및 목적 2012 런던올림픽 공이 어떻게 저렇게 바나나처럼 휘어져 들어갈까?’ (▶기성용 프리킥 동영상) iii.탐구과정
1.실험제목 : 두 개의 캔 사이로 바람 불어넣기
2.실험목표 : 빨대 위에 올려놓은 두 개의 캔 사이에 바람을 불어넣고 일어나는
현상을 관찰하여 ‘베르누이 법칙’을 확인한다.
3.실험 준비물 : 캔 2개, 빨대 약 20개, 30cm자 2개
4.실험 방법 : 30cm자를 평행하게 놓고 그 사이에 빨대들을 늘어 놓는다.
그 위에 캔을 5cm 간격으로 놓고, 캔 사이로 바람을 불어넣는다.
※실험예상 : 바람 때문에 두 캔이 서로 반대쪽으로 가서
캔 사이가 더 벌어지지 않을까?
iv.탐구방법 및 결과
실험결과 : 캔 사이로 입김을 불어넣자 예상과 반대로 캔 두 개가 부딪혔다.
2.이론정리 : 캔 사이로 바람을 불어주면 캔 반대쪽의 공기와 압력차이가 생겨서 캔 바깥쪽의 압력이 높아지고, 반대로 캔 사이의 압력은 낮아진다.
⇒ 유체의 속력이 증가하면 압력이 낮아지고,
반대로 유체의 속력이 감소하면 압력이 높아진다.(베르누이의 법칙)
따라서 두 캔은 압력이 큰 바깥쪽에서 안쪽으로 힘을 받아
서로 가까이 붙게 된 것.
⇒ 공기는 압력이 큰 쪽에서 낮은 쪽으로 흐르므로
캔의 움직임도 공기의 압력이
큰 쪽에서 작은 쪽으로 휘어졌다.(마그누스 효과)
v.결론 ‘마그누스 효과’
유체의 속도가 증가하는 곳의 압력이 감소한다는 ‘베르누이 정리’의 한 실례.
예를 들면 공이 유체 내를 회전할 경우 공이 회전하면서 주위의 일부 공기를
끌고 가게 됨.이 때 공에서 보면 공기 입자가 사방에서 움직여 지나는 것으로
보이는데 공의 진행방향과 같은 방향으로 회전하는 면의 저항력은 공기 흐름을
방해.반면 이 반대쪽에서는 공기의 유속을 증가시킴.
공기 흐름이 감속되는 면의 높은 압력은 반대면 의 낮은 압력으로
공을 밀게 되는데 바로 여기서 상대적으로 공기 흐름이 빨라지게 됨.
v.결론 ※ ‘축구공’의 마그누스 효과 v.결론 ※ ‘변화구(야구공)’의 마그누스 효과 Ⅵ.일반화
비행기 날개는 윗면은 곡면을 이루고 아랫면은 평평해서 날개를 통과하는 공기의 흐름이 아랫면 보다 윗면이 빨라 위쪽은 기압이 낮아지고 아래쪽은 높아진다.
공기는 기압이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 흐르므로 날개를 밑에서 올리는 힘, 즉 ‘양력’에 의해 비행기가 뜨게 된다. (이하 생략)
