강곽:물리실험

개요

물리학 실험, 물리실험 관련 기록.

수업방식

추후 면접 준비로 시간을 쓰게 될 수도 있어... 어찌될지 모르겠습니다. 다른 3학년 교과선생님들 하는 거 보고 따라갈게요~

시수별	설명	비고
1시수	실험실 정리가 베이스. 아마 총원 37명. 엑셀을 이용한 랜덤 배정 하겠습니다. 칸이 37개 이상이기에, 37명 배정 후 나중에 또 하나씩 추가해가는 것으로. 칸이 배정되면 칸의 컨셉을 설정합니다.(세특에 해당 컨셉의 물품 관리를 맡았다고 기입할 예정.) 장 컨셉에 맞지 않는 것들을 다른 칸에 떠넘깁니다. 논쟁과 전투!!!(막 아무런 힌트 없이 떠넘기지 말고, 누가 왜 떠넘겼는지 '비고'란 등에 남겨주면 좋을듯!) 해당 칸의 물품들을 다른 사람들이 사용하기 쉽게 정리합니다. 규정 서로 합의 하에 배정된 칸의 위치를 바꿔도 좋습니다.(친구와 합의가 되면 굳이 보고는 안해도 됨.) 특정 물품이 어디로 가야 할지 해결이 난해한 논쟁이 발생할 경우, 선생님께 보고하면 다음 시간에 정리할 때 다같이 논의.
2시수 블록	물리에서 고전적인 실험을 수행하는 게 큰 의미가 있을까 싶어요. =>> 기본적으로 아두이노로 각종 물리량 센싱에 초점을 맞춰볼까 합니다. 이미 아두이노를 월등하게 다룰 수 있는 사람도 있을텐데.. 양해 부탁드립니다.(만들고 싶은 게 있다면 아이디어 ㄱㄱ) 수업이 시작되기 전에 선생님이 만든 영상을 참고하여 사용법을 익힙니다.	아두이노와 각종 센서, 점퍼선을 담을 서랍 따위를 사두어야 하고... 모두가 갖게 아두이노를 두려면 예산이 상당히 많이 들 듯;;; 아두이노보드 링크(쿠팡, 우노 R3) 초음파센서도 여기가 쌈. 점퍼선도 여기에서 사자. 케이블 링크(메카솔루션)
수행평가	자율 실험.(아두이노를 잘 하는 사람을 중심으로, 팀장 자원, 추천을 받아 구성.) 3학년 입시 일정과 연관지어 추후 일정을 정해보도록 합시다. 웬만하면 만점을 주고싶음. 아두이노 아이디어.(개인전. 실제로 구현하지 않아도 됨. 구현해도 됨.) 금액문제로 학생 모두에게 필요한 센서를 다 사줄 수 없으리라 생각되어 실제 구현 없이, 아이디어만으로도 인정.(그래도 웬만한 건 다 사주려고.) 이름 비공개, 내용 공개로 전체에 대한 동료평가.(설문)
방과후	물리면접. 기존 대학들의 면접문제들 대상으로 진행(혹시 학원에서 했다면 의미 없을듯) 방식: 순번을 정해서 제한시간 동안 준비 및 면접 ㄱㄱ. 면접 발표 후엔 그 사람이 심사관 자리에 앉아서 다른 사람들의 면접을 보게 됨. 서로 피드백.

개별기록

학번	이름	내용	비고
3307	김현서	광학테이블에서 할 수 있는 실험들을 소개하고 광학에 대한 기본적인 개념을 설명함. 그림을 그려 렌즈방정식을 유도하는 방법에 대해 상세히 설명함. 임의의 볼록렌즈, 오목거울의 초점거리를 측정하는 방법을 안내하고 렌즈방정식의 이론값과 실험결과를 비교하며 상대오차를 분석, 오차의 원인을 설명함.
3206	서동민
3115	함형진
3104	노윤석	음극선관을 이용하여 할 수 있는 실험들을 유의사항과 함께 소개함. 초기 아무런 조치가 없었을 때에도 왜 음극선이 휘는지, 자성, 장애물에 따라 어떤 그림자가 생기는지 설명하여 음극선의 직진성, 입자성 등의 성질을 소개함. 기체의 종류에 따라 방전관에서 나오는 빛의 종류가 다름을 분광기를 통해 정량적으로 측정함. 생각보다 스펙트럼이 잘 찍히지 않아 어떻게 하면 깔끔한 데이터를 얻을 수 있는지 설명하고 노이즈보정 방법을 안내함.
3106	박상훈
3302	권오찬
3113	채은우	포물선 실험장치를 이용하여 속도, 각도에 따라 착탄지점이 어떻게 달라지는지 데이터를 수집함. 타이머패드, 광센서를 이용하여 체공시간, 가해지는 힘을 정확하게 측정함. 짧은 거리에서도 약간의 오차가 발생함을 소개하며 이 원인으로 공기저항을 언급함.
3212	정민규
3311	장문경
3112	정민	역학수레와 빗면, 가속도센서를 이용하여 빗면의 경사, 수레의 무게에 따라 등가속도 운동의 양상이 어떻게 달라지는지 소개함. 등가속도 운동과 관련된 공식들을 소개하고 유도하는 방법을 설명함. 실험으로 얻어진 값이 이론식과 어떻게 달라지는지 살핌. 가속도가 무게에 상관없이 각도에만 의존함을 확인했지만 생각보다 큰 상대오차가 얻어져 이에 대한 원인으로 마찰력, 공기저항, 트렉의 길이 측정에서의 오류가 있었음을 짚어냄.
3201	김대현
3308	이병민

노윤석, 함형진, 권오찬	함수발생기를이용한 주파수 비 변화에 따른 리사주 도형을 분석하여 발표함. 오실로스코프와 함수발생기의 사용법을 익히고 이들의 구조와 역할, 작동과정에 대해 상세히 설명함. 단진동 개념을 수식을 활용하여 설명하고 이들이 조합되어 리사주 곡선이 그려지는 과정에 대해 설명하며 위상차에 따라 나타나는 자취에 대해 소개함. 오실로스코프의 저장기능을 통해 데이터를 파이썬으로 시각화하여 500Hz 단위로 주파수를 변경해가며 달라지는 리사주 곡선을 보임. 주파수의 변화와 함께 위상차를 연속적으로 만들어가며 달라지는 리사주 곡선을 동영상을 활용하여 소개하여 쉬운 이해를 도움. 이외 주파수비가 무리수를 이룰 때 명확한 곡선이 그려지지 않음을 보이고 주파수비와 교차점의 갯수의 규칙성을 일반화하고 그 이유에 대해 설명함. 함수발생기의 조작과 오실로스코프의 기능을 이해하고 적용하는 게 가장 어려운 과정이었다는 소감을 남김.
김현서, 정민, 장문경	흑체복사 실험을 통한 플랑크 복사법칙의 입증을 주제로 탐구하여 발표함. 빈의 법칙 등 복사이론에 대한 역사적 맥락을 짚어가며 플랑크 복사법칙, 플랑크 상수에 대해 소개함. 텅스텐의 저항이 온도와 명확한 관계를 가짐을 이용하여 전구의 저항과 온도의 관계에 대해 살핌. 실험물품 제작사에 연락을 취하며 사용법과 구조에 대해 상세히 파악하는 등 섬세함과 열의를 보임. 프리즘을 통하여 빛을 분해하여 어떤 파장의 빛이 얼마 만큼의 광량을 갖는지 파악하여 기존에 알려진 흑체복사 그래프와 유사한 그래프를 그리는 데 성공함. 이론적 파장과 비교하여 상대오차를 구하고 오차 발생의 다양한 원인을 파악하여 체계적으로 설명함.
박상훈, 채은우, 정민규	보트를 탈 때 발생하는 소음 문제와 매연으로 인한 환경문제를 해결할 수 있을까에 대한 고민의 연장으로 MHD 트러스터에 대해 탐구하여 발표함. 전지-소금물 전류가 작동하는 원리에 대해 설명하고 전류가 만드는 자기장과 힘에 대해 설명함. 저소음 추진기를 직접 설계, 간단하게 제작하고 이에 전류를 흘렸을 때 어떤 방식으로 작동할지 살핌. 잉크를 활용하여 유체가 어떤 방향으로 흘러가는지 동영상을 제작하여 유체 흐름에 대해 보이고 네오디뮴 자석을 이용하면 더 빠른 유속의 변화를 만들어낼 수 있음을 보임. 쐐기효과에 대해 설명하며 이론식을 이용하여 전류밀도의 그래프를 그리고 CV기법으로 유속을 파악하여 실험과 이론에서 3% 정도의 상대오차가 있음을 확인함. 점차 보완해가며 완성해가는 과정을 겪고, 추후 미니 보트에 장착하여 효율을 측정해보고 싶다는 소감을 남김.
서동민, 김대현, 이병민	마이켈슨 간섭계를 이용하여 투명한 물질의 굴절률을 측정함. 마이켈슨-몰리 실험의 원리에 대해 수식을 이용하여 소개하고 역사적 가치에 대해 설명함. 간섭계를 이용하여 레이저의 파장을 확인하는 방법, 샘플 회전 전후의 광로차를 통해 물질의 굴절률을 측정하는 원리에 대해 설명함. 실험과정을 직접 선보이며 간섭무늬가 생기고 이동하는 것을 선보임. 슬라이드글라스, 아크릴의 굴절률을 구함. 레이저의 파장, 슬라이드글라스의 굴절률에서 상당히 큰 상대오차가 발생하였는데 원인을 적절히 분석함. 간섭계가 생각보다 다양한 상황에서 쓰인다는 것을 이해하고 추후 광물, 기체 등 다양한 물체의 굴절률을 측정하고 싶다는 소감을 남김.

2학기 실험

대상	내용
김지호,	훅의 법칙에 대해 탐구하여 발표함. 무게추의 갯수에 따라 용수철이 늘어난 길이를 측정하여 훅의 법칙을 확인하고 용수철상수를 얻음. 오차의 원인으로 측정오차, 용수철의 미세한 영구변형, 수평이 맞지 않음과 외부의 미세한 진동을 제시함. 이를 극복하기 위해 여러 번 반복 측정하는 전략을 사용함.
배상훈, 이주영, 이예훈, 이진구, 김민준	애니메이션에 나타난 현상을 물리적으로 해석하고 심리적 현상을 양자역학에 비유하며 터널링과 상전이 개념을 통해 등장인물의 심리를 해석함. 다른 장면에서 거대한 검을 휘두름에도 작은 단검에 막히는 현상을 설명하며 단순한 개념으로 복잡한 현상이 설명됨을 보임. 기존에 알려진 유명한 동화를 각색하여 학습동화를 제작함. 유의미한 지식을 전달하진 않았으나 웃음을 전함.
김긍현, 구지민,	기존 어플, 장비 등이 실제 집중 정도를 측정할 수 없다는 점에 불만을 품고 아두이노를 활용하여 '학습 추적 알리미' 프로젝트를 진행함. 압력센서로 착석 감지, 가속도 센서 등을 이용하여 글쓰기, 타이핑 동작을 구분하는 등 다양한 센서를 활용하여 데이터 분석을 통해 집중 시간과 이와 관련한 조도, 시간대 등 환경요인을 분석할 수 있음을 소개함. IOT와 연계하여 전체적인 집중 상태와 학습에 최적화된 환경을 만들 수 있는 인사이트를 제공할 수 있음을 소개함.
방영민, 임관우, 서은영, 이예복	코일건 제작을 시도하여 탐구 내용을 발표함. 코일건의 원리를 소개하고 아두이노와 릴레이를 이용해 코일건을 제작하는 과정을 설명함. 회도로와 코드를 소개하며 자체 제작한 솔레노이드를 이용하여 금속 구슬과 나사를 사용한 시도에 대해 설명함. 생각보다 잘 발사되지 않는 결과를 얻었고, 원하는 결과를 얻지 못한 이유로 정밀성이 낮았음과 기초 지식의 부족으로 코일을 적절히 끄지 못해 왕복하는 상황만을 만들었음을 반성함. 이후 릴레이를 더욱 세밀하게 제어하는 방법을 이용하여 여러 코일을 이용할 것을 표명함.
한경은, 전한나, 박호건, 조성문, 이종욱	아두이노와 센서를 이용하여 학습 중 졸음을 방지하기 위한 장비를 제안함. 고개의 앞뒤 기울기를 계산하여 강한 빛을 점등하거나 의자에 진동모터를 설치하거나, 서보모터로 학습자를 자극하는 등 졸음을 이기기 위한 시도를 소개함. 압력센서를 누르면 장치가 초기화되는 등 다양한 아이디어를 선보임.
이혁준, 정승문, 최종현, 최지민	아두이노와 센서를 이용하여 무선 조종 비행기 제작을 시도함. 안정적으로 저속 비행할 수 있는 4채널 RC 비행기를 제작을 위하여 조종기능을 어떻게 구현할 수 있을지 소개하며 기본적인 항공역학에 대해 안내함. 각 익형마다의 종횡비, 무게중심 등 물리적 특성과 적용 예시를 소개하며 각 부분별로 어떻게 설계하였는지 소개함. 필요한 추진력을 고려하는 등 모터와 배터리 등의 모델도 구체화하여 체계적으로 소개함.
김현서, 함형진, 서동민, 노윤석	교장선생님의 전기절약 훈화말씀을 듣고 특정 실의 모든 전기기구를 재머를 만들어 종료하는 프로젝트를 수행하여 발표함. PWM 인버터를 이용하여 장비의 신호를 교란하며 EMP 재머를 만들기 위한 회로도 구상, 막스 제네레이터 등 개념을 소개하며 펄스를 강화하는 방법에 대해 설명함. 브래드보드를 이용하여 간편하게 발진회로, 막스 제네레이터 등을 구성할 수 있음을 보임. 흥미를 따라 제작에 대해 탐구하였으나 윤리적 문제에 대한 시사점도 제시하며 함부로 만들어선 안됨을 역설함.
채은우, 김대현, 정민규, 장문경	고사 문항으로 나왔던, 초음파 거리센서를 서로를 향하여 작동시키는 문제 상황을 실제로 구현할 수 있을지 의문을 품고 이에 대해 탐구하여 발표함. 실제로는 이론에서 예상한 결과와 다름을 인지하고 이에 대한 이유를 분석하여 설명함. 실제 센서의 작동시간보다 대기 시간이 길어 문제 상황을 정확히 만들 수 없음을 소개함.
정민, 박상훈, 이병민, 권오찬	드론을 직접 제작하는 방법에 대해 탐구하여 발표함. 3D프린팅과 각종 모터의 제원에 대해 소개하고 이미 드론을 위하여 제작된 기판이 있음을 안내함. 각 기판 부속이 하는 일에 대해 소개하고 다양한 회사에서 드론 펌웨어를 공개하고 있어 이를 이용하면 드론을 제작할 수 있음을 소개함.