서울대

테니스볼 타워의 물리적 이론분석을 기반으로 한 안정적 역학구조 설계

자료 유형
실제 탐구보고서
합격 정보
서울대 건축
활동 유형
세부능력 및 특기사항
교과 과목
물리학Ⅱ, 과학과제연구, 고급물리학
탐구 키워드
도시(공간)계획, 고전역학 (물체의 운동)
2023-07-11

내용 요약

  • 테니스볼로만 구성된 10층 탑을 보며 구르려는 성질을 가진 공이 탑을 유지하는 원리에 대해 호기심을 가지게 됨

  • 직접 테니스볼을 가지고 탑을 쌓아보며 실현 가능성을 확인함. 기반이 되는 물리적 성질을 확인하고자 물체의 프리 다이어그램을 그리고 작용하는 힘을 분석함

  • 공 사이에서 발생하는 마찰력을 고려하여 접촉 부분에서의 변형은 헤르츠 접촉 이론을 적용함. 이를 통해 테니스볼 타워의 물리적 이론 분석이 가능했음

  • 테니스볼을 반으로 잘라 내부구조를 파악하고 Fusion360을 통해 테니스볼을 렌더링 함. 이를 바탕으로 유한체적법 기반 Ansys static structure 프로그램을 활용해 시뮬레이션을 진행함

  • Pasco힘 센서를 활용해 테니스의 정지마찰계수를 측정하고 시뮬레이션 결과와 실제 마찰 계수 측정값을 비교한 결과 오차율 10%이내로 실험의 타당성을 확인함

탐구 보고서 전문

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