• Tidak ada hasil yang ditemukan

Ⅲ. 연구 방법

3.3. 탐구 수행 과정

3.3.1 실험 설계

이상화 조건의 변화에 관해 학생들과 논의하고 이상화 해제 개념을 설명 하는 것은 학생들이 생소한 개념을 효과적으로 이해하는 데 도움이 된 다.

[그림 3-1] 방지턱 모형의 모양과 사이즈

[그림 3-2] 방지턱 모형의 제작 과정 및 RC 카의 내부 구조 3.3.1.2. 측정할 변인의 선정

자동차의 충돌 속도는 자동차가 받는 충격에 관여하는 주요 조작 변인이다. 따라서 RC 카를 방지턱에 다양한 속도로 여러 번 충돌시 켜 그에 따라 받는 충격의 변화를 고려해야 한다. 충돌 속도는 RC 카의 앞바퀴가 방지턱에 접촉하는 순간에 대해 트래커에 나타난 수평 방향( 방향)의 속도로 간주한다.

방지턱으로부터 받은 RC 카의 물리적 충격을 가늠하기 위해서는 RC 카

의 가속도를 측정해야 한다. 이때 충돌과정에서 나타난 가속도의 최댓값 이 충격력 측정의 지표가 되는 것이 타당하다는 학생들의 의견과 참고문 헌 등을 반영하여 가속도 수직 성분의 최댓값(이하 수직 최대 가속도, amax)을 종속 변인으로 결정하였다.

더불어, 자동차는 방지턱을 넘어 다시 지면에 착지할 때 방지턱에 충돌 하는 순간 이상으로 큰 충격을 받는다. 이러한 충격은 방지턱과 분리된 후 자동차가 도달하는 수직 방향의 최대 변위(이하 max)와 밀접한 관계 가 있다. 따라서, 이에 관한 데이터를 얻고 경향성을 살피는 것은 RC 카 의 실제적 충격을 가늠하는 데 도움이 된다고 판단하였다. 단, max값은 따로 측정하여 기록하지 않고 시간에 따른 수직 방향 변위 그래프를 얻 는 것으로 대신하였다.

또한, RC 카의 수평 방향 속도 감소량(이하 ∆)은 방지턱의 역할 구 현을 가늠하는 척도이므로 본 탐구에서 중요한 종속 변인이다. 따라서 실 험의 수행은 표 3-3을 채우는 것으로 구체화할 수 있다.

[표 3-3] 실험 데이터 측정 기록표

3.3.1.3. 측정 도구

트래커(Tracker)는 물체와 함께 운동하는 한 지점의 움직임 을 추적하여 변위, 속력, 가속도, 운동량 등 역학적 물리량과 관련된 거 의 모든 데이터를 한 번에 얻을 수 있는 편리한 도구이다. 이 실험에서 는 RC 카가 모형 방지턱을 넘어가는 장면을 스마트폰으로 촬영한 후, 그 영상을 트래커 프로그램으로 분석하여 데이터를 얻었다. 그림 3-3은 RC 카의 수직 방향 최대 가속도(amax)를 측정하는 장면으로 앞바퀴가 방 지턱에 접촉하고 있는 동안 나타난 수직 방향 가속도 값 중 최댓값을 읽 어 amax를 측정한다. 그림 3-3의 그래프에서는 음영 표시된 지점이 이에 해당된다. 다른 물리량을 측정할 때는 그래프의 축 항목을 클릭하여 원 하는 물리량을 설정하면 된다.

측정할 물리량 선택

[그림 3-3] 트래커(Tracker) 프로그램을 통한 RC 카의 가속도 측정