전북 수학 체험 한마당에 다녀와서 11113설석인 |
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이름 | 설석인 | 등록일 | 19.11.24 | 조회수 | 138 |
전라북도과학교육원 전북수학체험센터에서 주관하는 전북 수학 체험 한마당에 다녀왔다. 맨 처음으로 매듭을 이용해서 목걸이를 만드는 활동을 하면서 매듭이 우리의 생활 속 이곳저곳에서 많이 쓰인다는 것을 알게되었다. 다음으로 트러스 아치구조를 종이로 만들어서 책들을 그 위에 쌓으면서 얼마나 버티는지 실험을 해보았다. 그리고 트러스 구조란 삼각형 그물 모양으로 짜서 하중을 지탱시키는 구조를 말한다. 교량이나 지붕처럼 넓은 공간에 걸치는 구조물로 많이 쓰인다. 트러스아치구조가 무게를 분산시켜 무거운 물건들이 올라가도 무너지지 않는 이유와 그원리에 대해서 배우고 이러한 원리로 다리에서 많이 사용된다는 것을 알게되었다. 다음으로 우리 전주고등학교에서 운영하는 부스에서 중국의 전통퍼즐인 구연환이라는 것을 한번 풀어 보았다. 구연환이 만들어지게 된 이유와 구연환의 신기한 수학적원리를 알게 되었다. 다음으로 큐브에 숨겨진 질서를 알아보는 부스에서 평소에는 그냥 하나의 장난감인줄 알았던 큐브의 질서와 규칙을 알게 되고나서 큐브가 쉽게 만들어진 장난감이 아님을 알게 되었다. 다음으로 오더리 삼각형을 이용해 열쇠고리를 만들어보는 활동을 했다. 1970년대 미국의 수학자 앨런 홀든은 구멍 뚫린 정다각형이 일정한 규칙을 가지고 뒤엉켜 있는 모양의 새로운 도형을 만들었는데, 바로 이것이 오더리 삼각형이다. 홀든은 정다각형으로 이루어진 새로운 입체도형을 만들고 싶어 정다각형에 구멍을 뚫은 뒤 일정한 규칙을 갖도록 도형을 결합했다. 홀든은 여러 번의 시도 끝에 정삼각형 4개의 구멍을 뚫어 서로 엇갈리게 결합하면 만들어지는 새로운 도형 오더리 삼각형을 만들었다. 이 활동을 하면서 오더리 삼각형에는 어떠한 원리와 규칙에 대해 알게되었고 이 활동을 통해 삼각형에 대해 다시 한번 생각해보게 되었다. 체험을 어느 정도 하고 나서 수학 구조물대회에 참가한 작품들을 보고 다양한 수학적원리을 가지고 만들었다는 것이 대단하고 신기했다. 가장 인상 깊었던 트러스아치구조의 원리는 벽돌 등을 아치형태로 쌓게 되면 상부보다 하부가 작은 사다리꼴 형태를 띄게 된다. 즉 이웃하는 벽돌과 마주하는 면이 수직면에 대해서 일정하게 기울어지게 된다. 이런 상태에서 벽돌 위에서 수직 아래 방향으로 힘이 작용하면 이웃하는 벽돌면에 수직한 방향의 힘과 벽돌면에 나란한 방향의 힘으로 분해할 수 있다. 즉, 위에서 아래로 가해지는 힘의 일부가 이웃하는 벽돌로 전달되어 아래로 향하는 힘의 크기가 줄어들게 된다. 이것이 아치구조가 수직 아래로 가해지는 힘을 옆으로 분산시킬 수 있다고 하는 이유이다. 막대 형태의 부재를 삼각형 모양으로 이어 붙여 하중에 견디도록 한 것이다. 이와 같은 구조는 작용하는 힘이 부재 방향으로만 가해진다는 특징이 있다. 즉, 상단 꼭지점에 가해지는 힘은 삼각형의 빗면을 형성하는 부재를 따라 가해지고, 그렇게 가해진 힘은 삼각형의 아랫변을 구성하는 부재를 밖으로 잡아 당기는 방향으로 작용하게 된다. 다시 말해서, 빗면 부재에는 압축력이 작용하고 수평 부재에는 인장력이 작용한다. 이렇게 부재의 길이 방향으로만 힘이 작용하기 때문에 보다 큰 힘에 효과 적으로 대응할 수 있습니다. 나무 젓가락을 양 손으로 잡고 휘면 쉽게 부러지지만, 길이 방향으로 누르거나 잡아 당겨서 부러트리기는 굉장히 어려운것과 같다. 이번 전북 수학 체험 한마당을 통해 수학에 대해 다시 한번 생각해 보게 되었고 수학에 대한 거리감이 멀었었는데 전북 수학 체험 한마당 활동을 계기로 수학과의 거리감이 가까워진 것 같다.
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