[인문과학] [고등학생 대학입시 학종 논문] 배추흰나비 생김새에 대한 탐구

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[인문과학] [고등학생 대학입시 학종 논문] 배추흰나비 생김새에 대한 탐구에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

mm이다) 를 구하면 89.92가 나온다. 이고 이므로 나비의 몸통에서 날개 끝까지의 축 거리는 7.275mm가 된다.
다시 를 미분하면 이므로 나비 끝부분의 기울기는 14.55, 각도를 구하기 위해서 에 집어넣으면(아까 한 것과 완전히 반대의 방법이다)89.92가 나온다. 나비의 날개 끝부분이 거의 90에 가까움으로 우리는 여기서 나비가 날개를 굉장히 효율적으로 잘 사용하고 있다는 것을 알았다.
나비 형태의 수학적 물리학적 타당성
나비는 어째서 이러한 크기를 가져야 했을까? 나비의 크기를 크게 하거나 작게 하여 나비가 이정도의 크기를 가지는 이유를 알아보자. 만약 나비의 길이가 2배가 된다고 가정해보자. 나비의 부피는 길이의 세제곱에 비례하고 나비의 넓이는 제곱에 비례하므로 나비의 부피는 8배, 날개의 면적은 4배가 된다. 여기서 나비를 날게 만드는 힘인 부력은 나비 날개의 면적과 날개의 각속도에 비례한다.
즉, 나비의 길이가 2배로 증가 하였을 때에는 각속도를 2배로 해야 본래의 속력을 갖게 된다. 그렇다면 나비의 크기를 절반으로 해보자. 물론 효율은 아주 높아질 것이다. 하지만 여기선 환경적인 요소들을 고려해야 하는데, 만약 나비가 그만큼 작아지면, 다른 작은 생명체들 즉, 곤충들과의 경쟁에서 패배할 가능성이 높고, 식량인 꽃의 꿀도 빨아들이기 힘들 것이다. 실제로 사나운 동물들이 많은 밀림에서는 매우 큰 크기의 나비가 발견되기도 한다.
그렇다면 왜 나비는 앞날개와 뒷날개로 있고, 뒷날개는 앞날개보다 작은 것일까? 작은 뒷날개는 아예 필요 없는 것 아닐까? 사실 나비는 뒷날개 없이도 비행이 가능하다. 지금부터 우리가 살펴볼 뒷날개의 존재이유는 환경에 적응한 나비의 모습으로 이해할 수 있다.
위의 그림에서 보듯이 나비는 뒷날개가 있을 때와 없을 때 비행궤적이 차이난다. 뒷날개까지 온전하게 있는 경우는 더 불규칙한 비행궤적이 나타나는데, 이 비행궤적이 환경에 적응한 결과다.
나비는 이러한 불규칙적인 비행궤적을 가짐으로써 새와 같은 포식자들의 공격을 잘 피할 수 있게 된다. 이는 보통 포식자들이 목표물의 비행궤적을 예상하여 공격하는 공격패턴을 역이용한 경우다.
참고문헌
(1) 김지성 외, 개념+유형 수학Ⅱ, 비유와상징, 2010
(2) 김경화, 미분적분학, 선진문화사, 2005
(3) 노희준 외, 숨마쿰라우데 수학Ⅱ, 이룸이엔비, 2010
(6) 홍성대, 수학의 정석 수학Ⅱ, 성지출판(주), 2010

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