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생활정보69

기체나 액체속에서 떠오르는힘 부력(buoyancy) 부력(buoyancy) 기체나 액체 속에 물체가 있을 때 그 물체에 압력이 작용하는데 그 작용이 중력과 반대로 작용해서 뜨려는 힘이 부력이다. 이때 부력이 중력보다 커야지만 물체가 뜰 수 있다. 불 위에 떠 있는 뗏목에 무거운 물건을 실었더니 가라앉았다 이것은 부력이 중력보다 작기 때문이다. 이때 뗏목에 테두리를 만들어 무거운 물체를 싣는다면 속이 비어있는 배가 물속에 가라앉은 만큼 부력을 일으킬 수 있게 되고 무거운 물체를 싣고도 가라앉지 않는다. 하늘에 떠 있는 열기구 역시 기체 속에서 부력이 생겨 뜨게 된 것이다. 심해잠수정과 잠수함 깊은 물 속에서 활동할 수 있는 심해 잠수정은 자유롭게 물속으로 또는 물 위로 다닐 수가 있다. 그렇게 할 수 있는 이유는 공기나 물을 넣을 수 있는 밸러스트 탱크를 .. 2022. 10. 27.
스프링과 스테이플러에 숨은과학 스프링 스프링은 나선형의 쇠줄이 코일 모양으로 감겨 늘어나고 줄어드는 코일스프링과 판 모양의 판스프링으로 나누어진다. 이 스프링들은 기계에 들어가면 세 가지 역할을 한다. 첫 번째는 어떤 물체가 이동되었다가 다시 제자리로 돌아오게 하는 기능이다. 예를 들면 문이 열렸다가 다시 닫히도록 문 상단쯤에 달린 스프링이나 뒤쪽을 누르면 샤프가 나오고 뒤쪽은 다시 올라오는 샤프 속 스프링처럼 말이다. 두 번째 스프링의 역할은 힘을 가하면 모양이 늘어나는 성질을 이용한 것인데 힘의 크기에 비례해서 모양이 늘어나는 것을 무게를 측정하는 저울에 이용했다. 스프링의 늘어난 길이로 무게를 알 수 있다. 세 번째는 에너지를 저장하는 역할이다. 스프링을 압축시키거나 잡아당길때 에너지가 필요한데 이 에너지는 원상태로 복구하는데 .. 2022. 10. 24.
바퀴의 회전부터 관성, 원심력에 관한 호기심 바퀴의 회전 세차운동 세차운동이란 회전하는 바퀴나 지구 등을 생각하면 이해하기가 쉽다. 물체의 회전축이 고정되어 있고 그 축의 둘레를 회전하는 현상이 세차운동이다. 지구의 자전축이 세차운동이다. 그러니까 세차 운동은 회전하고 있는 물체에서 일어나고 있는 운동이다. 고정되어있는 자전거의 바퀴를 돌려보자. 이때 바퀴는 내가 보내는 방향으로 가지 않고 회전축을 기준으로 회전한다. 이것이 바로 바퀴에 일어나고 있는 세차운동이다. 이 운동은 자전거가 달릴 때도 자전거가 똑바로 서서 쓰러지지 않게 작용한다. 우리가 자전거를 탈 때 빠르게 달릴수록 쓰러지지 않고 중심이 잘 잡히고 속도가 느려지면 쓰러질 듯 비틀거리는데 이것은 빠르게 달라면 세차운동의 힘이 세지고 느려지면 힘이 약해지기 때문이다. 하지만 한 가지 더 .. 2022. 10. 22.
나사의 원리- 드릴과 나사송곳 나사의 원리 나사 나사는 빗면이 변형된 것이다. 빗면의 원리를 보면 빗면은 힘과 거리의 관계를 변화시킨다. 거리가 멀어지면 힘이 적게 들어가고 길이가 짧아지면 많은 힘이 들어간다. 볼트에 너트를 넣고 돌리면 짧은 길이인데도 많은 회전이 필요하다. 나사산이 완만하고 길게 만들어져 있기 때문이다. 볼트와 너트는 큰 힘으로 물체를 조여서 물체와 물체를 서로 단단하게 고정한다. 이때 볼트와 너트가 느슨해지지 않도록 마찰이 막아준다. 반듯한 빗면을 가진 것은 쐐기로 잘 사용되는데 빗면이 하중에 영향을 미쳐서 물체를 들어 올리게 된다. 나선의 빗면도 쐐기와 같은 원리로 작용하는 것이다. 나사는 회전하면서 물체 속으로 파고 들어가는 성질을 가진다. 볼트와 너트처럼 돌리는 작동력이 증폭되어 큰 힘으로 나사가 돌아간다... 2022. 10. 21.
도르래. 어디까지 알고있나요? 도르래 무거운 물체를 들 때 그 물체를 위로 끌어올리는 것 보다는 아래로 당기는 게 더 쉽다. 이때 바퀴와 줄 하나면 간단하게 물체의 움직이는 방향을 바꿀 수 있다. 그 생각을 실현한 것이 바로 도르래이다. 바퀴를 높은 곳에 고정하고 그 위에 줄을 걸친후 줄 끝에 물체를 연결한다. 그리고 다른 끝을 아래로 당기면 당기는 힘만큼 물체를 들어 올릴 수 있게 된다. 이때 사람의 몸무게가 당기는 힘에 더해져 더 쉽게 들 수가 있는 것이다. 이때 위에 고정된 바퀴가 도르래이고 기중기의 간단한 형태이다. 고정된 도르래는 일반적으로 운동의 방향을 바꾸는 데 쓰인다. 엘리베이터를 예로 들어보면 엘리베이터의 반대쪽에 평형추가 매달려 있어서 엘리베이터가 올라가면 평형추는 반대로 아래로 내려간다. 도르래의 밧줄을 당기는 힘.. 2022. 10. 20.
기어와 벨트에 관한 짧고, 빠른 지식 기어와 벨트 기어의 종류 기어는 여러 가지 크기인데 그중 톱니 모양도 반듯한 것부터 굽은 것, 여러 각도록 기울어진 것 등으로 아주 다양하다. 기어는 기계 안에서 서로 맞물려 돌아가면서 힘을 전달하는데 여기서 맞물리는 방법 또한 여러 가지다. 하지만 기어를 기본적인 형태로만 분류해본다면 네 가지로 분류할 수 있다. 기본적으로 한 기어가 다른 기어보다 빨리 돌거나, 천천히 돌거나 다른 방향으로 도는 원리이다. 두 개의 기어의 속도가 다르면 전달되는 힘 역시 달라진다. 레크와피니언 기어를 살펴보면 스퍼 기어의 지름을 무한대로 한 것을 래크, 이 래크와 물리는 기어는 피니언 ㄱ이라고 한다. 래크와 피니언은 회전운동을 왕복운동으로 바꾸어 주거나 반대로 황복 운동을 회전운동으로 바꿀 수 있다. 스퍼기어를 알아보면.. 2022. 10. 19.

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