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          거꾸로 오르는 원뿔(Double Cone & Lamp)
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               거꾸로 오르는 원뿔(Double Cone & Lamp)    



          체의 무게중심에 따라 물체의 겉보기 운동이 달라지는 것을 실험을 통하여 확인할 수 있는 완구 




              빗면에 두개의 경사로가 아래에서 만나게 되어 있다. 여기에 이중의 원뿔이 합쳐진 물체를 올려 놓는다.

          그러면 경사를 따라 높은 쪽으로 올라가는 것을 볼 수 있다. 이것은 롤러의 질량 중심(center of mass)이 낮아지기 때문인데, 매끄러운 나무재질의 경사면에서 위로 올라갈 수 있는 것이다. 이에 대한 개념을 알아보면 다음과 같다.

              무게중심(Center of Gravity)

          중심(重心)이라고도 한다. 예를 들면, 대칭의 중심을 가진 원 ·직사각형 ·구 ·정다면체 등의 무게중심은 그 대칭의 중심에 있고, 삼각형의 무게중심은 세 중선(中線)이 만나는 점이다. 따라서 이들 물체의 무게와 같은 힘으로 그 무게중 심을 받쳐주면 물체는 수평으로 평형을 이룬다. 또, 물체의 각 부분에 작용하는 중력의 합력은 항상 무게중심을 지나 작용하므로 물체의 한 점을 실에 매어 공중에 매달면 무게중심은 반드시 매단 점에서 아래로 그은 연직선 위에 오게 되어 물체가 정지한다. 따라서 물체의 무게중심은 각각 다른 점에서 매달았을 때의 연직선이 서로 만나는 점으로 구할 수 있다. 무게중심은 물체를 어떻게 놓느냐 하는 것과 관계가 있다. 무게중심이 높은 곳에 있을수록 물체는 놓임새가 불안정하며, 무게중심에서 그은 연직선이 물체가 놓인 바닥에서 벗어나면 물체는 쓰러진다. 즉, 무게중심이 낮고, 어떤 방향으로 기울이더라도 무게중심이 위로 올라가도록 놓인 물  체의 경우는 기울였던 물체에서 손을 떼었을 때 무게중심이 원래 상태로 되돌아가므로 잘 쓰러지지 않지만 기울이면 무게중심이 아래로 내려가도록 놓인 물체는 조금만 기울여도 쓰러진다.

              질량중심(Center of Mass)

          무게중심계라고도 한다. 1개의 입자가 다른 입자를 만나 입자 사이의 상호작용에 의하여 산란되는 문제를 다룰 때는 대상 입자계(粒子系)의 무게중심과 같은 운동을 하는 좌표계를 이용하여 기술하는 편이 관측자에 대해 고정된 좌표계를 이용하여 기술하는 것보다 편리하다. 앞의 좌표계를 질량중심계라고 하며, 뒤의 좌표계를 실험실계(實驗室系)라고 한다. 질량중심계에서 구한 값을 실험값과 비교하려면 실험실계로 변환하면 된다.



           1.   준비물을 확인하여 볼까요.


                                               


           2.   받침대 위에 경사로를 올려 놓아요.


                                               


           3 .   원뿔모양의 팽이를 아래에 놓아봐요.


                                               


           4.   그리고 손을 놓으면 어떻게 되는지 봅시다.


                                               


           5.   원뿔의 물체가 위로 올라가는데요.


                                               


           6.   어, 정말 위로 올라가서 멈추네요.


                                               


          앗! 정말로 위로 올라가네.
          수평으로 보았을때 기울기가 어디가 높은지 확인해 보세요.
          원뿔의 물체가 위로 올라가죠?




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