자동차의 구조에 따른 승차감 탐구(2012과학전람회지도논문)

소개글

자동차의 구조에 따른 승차감 탐구(2012과학전람회지도논문)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 지도 동기 및 목적 1
1. 지도 동기 1
2. 지도 목적 1
Ⅱ. 탐구 내용 지도 1
1. 탐구 내용 지도 1
Ⅲ. 탐구활동 지도의 기저 2
1. 선행 연구 고찰 2
2. 이론적 배경 2
Ⅳ. 탐구활동 지도 과정 및 방법 지도 4
1. 지도 기간 및 대상 4
2. 지도 단계 4
3. 탐구 기간 4
Ⅴ. 지도 방법 및 결과 4
1. 탐구 자료 및 기구 제작 지도 4
2. 탐구 방법 지도 및 결과 6
<탐구 과제 1> 탐구를 위한 기초조사 지도 6
<탐구 과제 2> 모형 자동차 만들기 지도 7
<탐구 과제 3> 모형자동차의 차체 구조가 승차감에 미치는 영향 지도 10
[탐구3-1] 차체 무게가 승차감에 미치는 영향 지도 10
[탐구3-2] 차체 길이가 승차감에 미치는 영향 지도 11
[탐구3-3] 차체 폭이 승차감에 미치는 영향 지도 12
<탐구 과제 4> 바퀴의 구조가 승차감에 미치는 영향 지도 13
[탐구4-1] 바퀴의 수가 승차감에 미치는 영향 지도 13
[탐구4-2] 바퀴의 크기가 승차감에 미치는 영향 지도 14
[탐구4-3] 바퀴의 폭이 승차감에 미치는 영향 지도 15
[탐구4-4] 바퀴 사이의 거리가 승차감에 미치는 영향 지도 16
<탐구 과제 5> 모형자동차의 앉은 위치가 승차감에 미치는 영향 지도 17
[탐구5-1] 모형자동차의 좌석 위치가 승차감에 미치는 영향 지도 17
[탐구5-2] 모형자동차의 좌석 높이가 승차감에 미치는 영향 지도 18
<탐구 과제 6> 모형자동차가 주행하는 도로상태에 따른 승차감은? 19
[탐구6-1] 도로 노면 상태에 따른 모형자동차의 승차감은 ? 19
[탐구6-2] 직선 도로와 곡선 도로에서의 모형자동차의 승차감은 ? 20
Ⅵ. 결론 21
Ⅶ. 제언 21
※참고문헌 21

본문내용

10.7
11.3
11.80
<학생이 알게 된 점>
가) 물컵이 가운데 있을 때 떨어진 물의 양이 적었다.
나) 물컵이 가운데 있을 때가 앞바퀴, 뒷바퀴 위에 있을 때보다 요철을 지날 때 흔들림이 적었다.
다) 모형자동차의 가운데에 물컵을 둘 때 승차감이 좋다는 것을 알게 되었다.
탐구 5-2
모형자동차 좌석 높이가 승차감에 미치는 영향 지도
1) 지도 방법
가) 모형자동차의 바퀴의 크기(지름), 폭이 같고 차체 무게도 같게 제작하게 한다.
나) 다만 차체바닥에 바둑알을 놓을 자리를 그 높이를 평면에서 5cm, 7cm, 10cm로 되게 장치한 후에 바둑알 20개를 배열한다.
다) 1m50cm의 거리를 지나가게 해서 떨어진 바둑알 갯수를 측정하게 한다.
라) 경사각 조절 도로 주행판을 사용하여 경사진 도로에서 손을 놓으면 중력 가속도에 의해 아래로 힘차게 주행하게 한다.
[그림 15] 좌석의 앉은 높이를 5cm, 7cm, 10cm 일 때 떨어진 바둑알 수
[그림 16] 경사각 조절 도로 주행판
2) 결과
[표 10] 좌석의 앉은 높이를 5cm, 7cm, 10cm 일 때 떨어진 바둑알 수
횟수
좌석의 앉은 높이(cm)
1
2
3
4
5
개
5
1
1
1
4
3
2.00
7
4
4
3
4
5
4.00
10
4
4
6
6
5
5.00
<학생이 알게 된 점>
가) 바둑알이 놓인 위치가 높이 있을 수록 떨어진 바둑알 갯수가 많았다.
나) 바둑알이 낮은 위치에 놓여 있을 때가 요철을 지날 때 흔들림이 적었다.
다) 바둑알이 낮은 위치에 있을 때, 즉 차체 바닥이 낮으면 무게중심이 아래쪽에 위치하여 진동이 적어서 승차감이 좋다는 것을 알게 되었다.
라) 경사각조절용 장치로 모형자동차를 경사진 도로를 따라 중력가속도가 붙어서 아래로 힘차게 주행한다.
<탐구 과제 6> 모형자동차가 주행하는 도로상태에 따른 승 차감은?
탐구 6-1
도로 노면 상태에 따른 모형자동차의 승차감은?
1)방법
가. 컵에 100g의 추를 담고 고무줄로 태엽형 모형 자동차에 감아서 부착시키고 물을 가득 채운다.
나. 태엽을 끝까지 감은 다음 도로노면 상태를 모래, 시멘트, 대리석(화강암)으로 하여 주행시키고 물이 흐른 양을 측정한다.
모래 노면
시멘트 노면
대리석(화강암) 노면
[그림 17] 도로 노면 상태에 따른 승차감
2)결과
[표11] 도로 노면 상태에 따른 승차감
횟수
무게(g)
1
2
3
4
5
평균(g)
모래
3.9
3.5
4.1
4.4
4.6
4.10
시멘트
2.1
2.4
3.7
3.8
2.5
2.90
대리석
2.7
2.1
1.8
1.7
1.5
1.96
<알아낸 점>
가) 떨어진 물의 양은 모래>시멘트>대리석 차례이다.
나) 태엽모형 자동차는 모래 노면에서 상태가 거칠어서 승차감이 나쁘다.
다) 태엽모형 자동차는 대리석 노면은 상태가 매끄러워서 승차감이 좋다.
탐구 6-2
직선 도로와 곡선 도로에서의 모형자동차의 승차감은 어떠할까?
1) 방법
가. 컵에 50g, 100g, 150g의 추를 담고 고무줄로 태엽형 모형 자동차에 감아서 부착시키고 물을 가득 채운다.
나. 태엽을 끝까지 감은 다음 직선도로와 곡선 도로 장치에서 주행시키고 물이 흐른 양을 측정한다.
모형 직선도로
모형 곡선 도로 장치
과학실 실험용 자동차
[그림 18] 직선 도로와 곡선 도로에서의 승차감 비교
2) 결과 : [표12] 직선 도로와 곡선 도로에서의 떨어진 물의 양 비교
< 직선 도로> < 곡선 도로>
횟수
무게(g)
1
2
3
4
5
평균
(g)
50
3.9
4.0
4.2
3.7
4.5
4.06
100
2.7
2.5
3.1
3.4
3.6
3.06
150
1.8
1.9
2.3
2.6
2.7
2.26
횟수
무게(g)
1
2
3
4
5
평균
(g)
50
4.7
5.2
5.3
4.9
4.5
4.92
100
4.2
3.8
3.9
4.4
3.5
3.96
150
2.7
3.2
2.8
3.9
4.4
3.40
<알아낸 점>
가) 직선 도로가 곡선도로보다 흘린 물의 양이 적었다.
나) 직선 도로가 곡선도로보다 승차감이 좋다.
다) 곡선도로에서는 구심력과 원심력이 작용하여 잘 주행 하려면 바닥을 원의 중심 안쪽으로는 낮추어서 비스듬히 경사각을 주어야 잘 주행이 되겠다.
Ⅳ. 결론
1. 모형자동차는 차체의 구조는 무게가 무거울수록, 차체의 길이가 길수록, 차체의 폭이 넓어야 승차감이 좋아진다.
2. 모형자동차에서 바퀴의 구조는 바퀴의 수가 많을수록, 바퀴의 크기(지름)가 작을 수록 바퀴의 폭이 광폭일수록 바퀴 사이의 거리가 멀수록 승차감이 좋다.
3. 모형자동차에서 앉는 자리는 바퀴의 가운데 부분에 앉는 것이 흔들림이 적어서 승차감이 좋다.
4. 사람들은 소형차보다 중형차를 선호하는 이유는 중형차가 구조적으로 보아 승차감이 좋기 때문이다.
Ⅴ. 제 언
1. 자동차는 바퀴의 재질, 타이어 공기 압력, 바퀴 스프링 상황에 따른 승차감도 탐구 지도 해 보고 싶다.
2. 승차인원, 화물적재에 따른 무게중심 변화를 고려하여 승차감에 미치는 영향을 지도해보고 싶다.
3. 자동차는 바퀴의 구조가 공기가 없는 고무 타이어와 공기가 등 고무 타이어가 있는데 공기압력에 따라 승차감에 어떤 영향을 미치는지 지도해 보고 싶다.
4. 이번 실험에서는 모형자동차를 만들어서 실험을 했는데, 자동차와 모양을 비슷하게 만들어서 지도해 보고 싶다.
<참고 문헌>
1. 학원 대백과 사전, 학원출판사, 1993, pp 116 - 120
2. 동아 대백과 사전, 동아출판사, 1993, pp 54 - 125.
3. 초등학교교사용 지도서 (4-2학기. 6.용수철 늘이기, 5-2학기. 8.에너지)
4. 황윤성, 도로 위를 달리는 큰 차는 왜 위험 할까? 2011.
5. 양상훈, 방성조. 바람이 자동차의 안전운행에 미치는 영향 탐구지도 2007.
6. 이승재, 김지영. 자동차는 교량에서 왜 서행하여야 할까? 1997.
7. 안소진, 이지은 자동차 타이어 tread의 접지력에 관한 우리들의 탐구 1993.
8. http://www.naver.com(네이버 검색)
9. http://www.daum.net(다음 검색)
10. http://kr.yahoo.com(야후 검색)

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승차감,   모형자동차,   진동,   과학상자,   바퀴