학교 놀이기구의 안전성과 위험성에 대해 알려주세용
안녕하세욥 ! 저는 한 5학년 학생이에요. 제가 과학탐구토론대회에 나가는데 놀이기구의 안전성과 위험성을 적어주세요 4월 5일 저녁 7시 까지 올려주시면 감사하겠습니다 . 원리는 괜찮습니다. 빨리빨리 ~~~ (놀이기구는 트렘펄린,시소,미끄럼틀,회전뱅뱅이,그네) (욕설,또는 이상한 답변은 신고함) 내공냠냠
익명 작성일 - (나) 마찰력
마찰력은 물체가 다른 물체에 접촉하며 운동하려 할 때 방해하는 힘을 말한다.
또한 언제나 마찰력은 물체가 이동하려는 방향과 반대 방향으로 작용된다.
마찰력은 정지, 운동, 최대정지, 굴림, 미끄럼 마찰력 등이 있는데, 말 그대로
정지마찰력은 정지한 물체를 못 움직이게 하는 힘이다. 외부의 힘이 들어올 때만 발생,
물체가 무거울수록 더 커진다. 무거운 물체를 힘을 적게 주면 움직이지 않는데, 이는
정지마찰력보다 힘을 더 적게 주었기 때문이다. 정지마찰력보다 힘을 더 주어야한다.
운동마찰력은 외부의 힘을 받지 않고 물체가 표면에 붙어 운동하고 있다면
항상 작용하는 마찰력이다.
최대정지마찰력은 정지마찰력 상태에서 받을 수 있는 최대의 마찰력을 말한다.
정지마찰력의 크기는 외부의 힘과 같다. 그러면 물체를 표면에 놓여있는 물체를
이동시킬 수가 없다. 따라서 그 한계를 넘어야 물체를 이동시킬 수 있어야 한다..
그 한계를 최대정지마찰력이라고 한다.
ex: 상자를 이동시킬 때 힘 5가 필요하다고 가정하겠다.
그러면 힘 4까지는 못 이동시킨다는 것이다. 그 4를 최대정지마찰력이라고 한다.
미끄럼 마찰력은 물체가 미끄러질 때 생기는 마찰력이다. 미끄럼틀, 스키 등을 탈 때
생기는데, 스케이트로 예를 들자면 스케이트와 얼음 사이에 마찰열이
생기는데 이 마찰력이 얼음을 녹여 막을 만들고 그 막이 윤활유 역할을 해서 더
잘 가는 것이다. 힘을 줘서 스케이트를 타면 더 잘 가는 것도 마찰열이 더 많이
생기기 때문이다.
굴림 마찰력은 바퀴가 굴러갈 때 생기는 마찰력이다. 자동차나 인력거에서 많이 볼 수
있다.
( 출처: 책 'How so? 힘과 마찰력‘ )
(다) 운동에너지
운동하고 있는 물체가 가지고 있는 에너지를 말한다.
ex: 옆의 그림처럼 볼링을 치고 있는 아이가 있다.
볼링은 볼링공으로 볼링핀을 쓰러뜨리는 스포츠다.
볼링핀을 쓰러뜨린다는 것은 볼링핀에 힘을 작용시켜
이동시킨다는 말이 된다.
바꿔 말하면 볼링공이 볼링핀에게 일을 해주었다고
말할 수 있다.
일을 하려면 에너지가 필요한데 볼링공이 에너지를
갖고 있었다는 얘기가 된다.
이와 같이 운동하고 있는 물체가
가지고 있는 에너지를 운동에너지라고 한다.
운동에너지의 크기는 물체의 속도와 질량하고도 상관이 있다
ex: 몸집이 작은 사람이 스펀지 블록을 달려가서 밀쳤다고 가정하겠다. 그때 조금밖에
밀리지 않자 더 빠르게 달려가서 밀쳤다. 그러자 처음보다 더욱 많이 밀려나갔다.
즉, 물체의 속도가 빠를수록 운동에너지도 더 커진다
여기서 몸집이 작은 사람이 처음에 1m/s로 달렸다고 가정하겠다. 두 번째에는 2m/s,
세 번째에는 3m/s.. 그런데 처음에는 1m/s이고 두 번째에는 첫 번째의 두 배인 2m/s로
달렸으니 스펀지 블록도 두 배로 밀려나가는 줄 알았으나 4배로 밀려나간 것이다.
그러니까 속도가 2배 커졌으니 2의 제곱인 4가 되어 4배가 되는 것이다.
즉, 운동에너지는 속력의 제곱에 의해 커진다.
ex: 이번에는 몸집이 큰 사람이 스펀지 블록을 달려가서 밀쳤다고 가정하겠다.
그러면 당연히 몸집이 작은 사람보다 더 많이 밀려나갈 것이다.
즉, 운동에너지는 질량이 클수록 커진다
( 출처: 블로그 ‘글로 듣는 과학 실험’ )
(라) 위치에너지
중력, 정전기력 등이 작용하는 공간 내에 있는 물체가
위치에 따라 잠재적으로 가지는 에너지
ex: 위의 그림과 같이 추를 높은 곳으로 들어 올려서 말뚝을 땅에다가 박게 해주었다.
이때 이 말은 추를 들어올려 추에게 일을 해주었고
높이 올라가면 추는 위치에너지를 가지게 되고 말뚝을 박으면 추가 말뚝에게
일을 해주었다는 얘기다.
위치에너지를 갖게 되는 이유:
물체가 떨어지기 전에는 아무것도 하지 않아서
아무것도 없는 것 같지만 떨어지면 그 힘이
물체에게 적용이 되어 그 물체를 이동시켜주는 힘이 있다. 즉, 에너지가 있다는 얘기다.
위치에너지의 크기는 물체의 질량과 높이와도 관련이 있다.
ex: 한 사람이 하늘에서 떨어지는 큰 물체에 맞았다. 또 한 사람은 하늘에서 떨어지는
작은 물체에 맞았다. 큰 물체에 맞은 사람은 많이 다치고 또 한 사람은 조금 다쳤다.
즉, 물체의 질량이 클수록 위치에너지도 더 강력하다.
ex: 사람이 5m 위에서 떨어지는 연필에 맞았다. 또 한 사람은 1m 위에서 떨어지는 연필에 맞았다.
그 결과 5m 위에서 떨어지는 연필에 맞은 사람이 더 아프다고 하였다.
즉, 물체가 높은 곳에서 떨어질수록 위치에너지도 더 강력해진다
위치에너지 구하기: 위치에너지는 질량과 높이에 비례하니 곱하고 9.8가 붙는 이유는
무게를 구할 때 ‘질량의 크기가 1kg일 때 중력의
크기는 9.8N이기 때문이다
(힘의 크기는 N으로 나타낸다.)
( 출처: 블로그 ‘글로 듣는 과학 실험’, 책 ‘나를 끌어당기는 힘, 중력!) )
2. 미끄럼틀의 과학적 원리
(가)미끄럼틀에서의 에너지
미끄럼틀에서는 두 가지 에너지를 볼 수가 있다.
위치에너지와 운동에너지인데, 위치에너지는 미끄럼틀 윗부분에 서있을 때 작용하고,
운동에너지는 미끄럼틀을 타고 중력에 의해 내려올 때 작용이 된다.
오른쪽 그림과 같이 공이 윗 부분에 있으면
위치에너지가 작용하게 된다.
공이 중력에 의해 떨어지면 위치에너지의
크기는 감소하게 되고 내려 갈수록 가속도가
붙어 운동에너지가 커지게 된다.
즉, 최종적으로는 운동에너지만 남게 된다
(나) 미끄럼틀에서의 마찰력
미끄럼틀에서는 약 두 가지의 마찰력을
볼 수가 있다. 그것은 미끄럼 마찰력과
운동 마찰력인데 마찰력이 클수록 더욱 더
느리게 내려온다. 이런 마찰력을 최소화하기
위해 경사를 높게 하고 매끄럽게 하였다.
울퉁불퉁 할수록 마찰력이 큰 이유는 빙판길에 모래를 뿌려주면 잘 안 넘어지는 것과
같은 원리이다.
(다) 미끄럼틀의 원리
미끄럼틀 위에 올라가면 높이에 따른 위치에너지가 발생한다.
미끄럼틀에서 중력에 의해 내려오게 되면
위치에너지는 운동에너지로 전환이 된다.
3. 미끄럼틀의 위험성과 안전성
(가) 미끄럼틀의 위험성과 안전성
-여름에 반바지를 입고 미끄럼틀을 탈 경우, 기존 온도에다가 햇빛과 마찰력의
영향을 받아 살이 뜨거워지거나 화상을 입을 수 있다.
이를 막기 위해
-미끄럼틀에서 내려올 때 가속도에 의해 땅바닥에 떨어질 수가 있어서 엉덩이에
무리를 준다.
-미끄럼틀을 타다가 옆으로 빠질 수 있어서 몸이 다치거나 무리를 줄 수 있다.
익명 작성일 - 익명 작성일 - ... 제가 과학탐구토론대회에 나가는데 놀이기구의 안전성과 위험성을 적어주세요 4월 5일 저녁 7시 까지 올려주시면 감사하겠습니다 . 원리는 괜찮습니다. 빨리빨리...
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... 경우, 안전성에 문제가 있을 수 있다고 말했습니다.... 대해 영업취소와 정지 등 행정처분 조치했고, 학교 주변의... 둘째, 가방을 메고 놀이터의 놀이 기구를 타지 않는다....
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