신과수10월워크숍2-이병호(풍선으로 알아보는 부력)

<헬륨 풍선으로 익히는 ‘힘(중력, 부력)’ 수업>

 

워크숍 시작 전에 일찍 오산예쁜 풍선나라에서 헬륨풍선을 들고 오셨다.

오늘의 실험재료인 헬륨풍선이 과학실을 화려하게 한다. (1개 1500원*40개 =60,000원)

풍선의 줄을 줄인후에 부력과 중력이 같은 점을 찾는 활동에서부터 시작한다.

 

1. 1개의 풍선의 부력을 찰흙이 가진 중력을 이용하여 평형 맞추기

가슴 높이에서 풍선을 손으로 잡고 있다가 동시에 놓았을 때 가장 오래 떠 있는 것이 우승.

이때 위로 올라가는 것보다 공중에 정지해 있거나 바닥으로 떨어지는 것만 유효한 것으로 인정하는 것이 게임을 진행하는데 더 좋다.

 

2. 헬륨풍선 비행체 만들기

1) 풍선 4 개를 모은다.

2) 종이컵 안에 건전지를 넣고 전선을 밖으로 빼낸다.

3) 한 쪽에는 스위치를 단다.

4) 종이컵의 아래쪽에 프로펠러가 달린 미니 전동기를 붙인다.

5) 전동기-스위치-건전지를 연결한다.

6) 풍선의 부력을 맞춘 뒤 비행선을 작동한다.

 

4인 1모둠 재료를 다음과 같이 준비하셨다.

 

풍선을 묶은 실은 짧은 것이 좋다. 끈이 바닥에 닿으면 무게가 줄어들어 부력에 영향을 준다. 짧게 자르는 것보다 둘둘 말아서 위쪽에 매달아 놓는 것이 좋다.

 

한개의 풍선의 부력과 평형을 이루는 찰흙의 무게 측정 : 4.6g

 

 

1개의 풍선의 부력으로 5.5g의 찰흙을 띄울 수 있다면 65kg의 사람을 띄우기 위한 풍선갯수를 계산한다.

5.5: 1 =65000: x               x= 11818.2개

이번에는 풍선을 위로 뜨게 하기 위한 프로펠러를 만들어 연결해보자.

 

[준비물]

헬륨가스, 풍선(30cm), 실, 소형 모터(프로펠러 부착), AAA건전지 1개, 스위치 1개,

우드락 조각, 투명 접착테이프, 칼, 가위

 

[발문]

사람이 헬륨 풍선을 타고 날아가려면 풍선이 몇 개나 있어야 할까? (계산하기)

- 30 cm 헬륨풍선 하나에 작용하는 부력의 크기 : 약 25 g - 대한이의 체중: 60 kg ☞ 약 2,400 개 민국이의 체중: 45 kg ☞ 약 1,800 개

사람 대신 비행선을 만들어 보자. (계산하기)

- 30 cm 헬륨 풍선 1 개에 작용하는 부력 : 약 25～28 g × 4 개 = 약 100～112 g

- 소형 모터(프로펠러 부착) 1 개 : 19 g 건전지(AAA, 1.5 V) 1 개 : 57 g 스위치 1개 : 10 g 종이컵 1 개 : 20 g 기타(우드락, 접착테이프) : 2 g

합 108 g