탐구주제	미끄럼 방지 패드(NON SLIP-PAD)
교과영역	물리, 생물 화학, 지구과학 중 하나
관련단원	중2 전기, 초6 전기와 생활

경기도교육청지정 과학교육선도학교

경기도교육청지정 과학교육선도학교

「이천중학교」

「이천중학교」

「이천중학교」

활동준비

준 비 물 : 미끄럼 방지 패드(NON SLIP-PAD)

구입방법 : 이마트, 자동차 용품점

소요경비 : 5,000원

활용방법

마찰력 관련단원 수업시 흥미유발 자료로 사용한다.

출석부위에 분필통을 올려놓고 출석부의 각도를 점점 커지게 기울여 가면서 위에 놓인 분필통이 어떻게 되는지 관찰해 본다.

어느정도 각도에서 분필통이 밀려 떨어지는 지를 보여 준다.

마찰력을 크게 한다면 또는 작게 한다면 분필통이 어떻게 될 것인지를 생각해 보게 한다.

마찰력을 크게 하는 방법들에 대해서 발표시켜 본다.

NON SLIP-PAD 를 출석부와 분필통 사이에 놓고 출석부의 기울기 각도를 커지게 하면서 관찰해 본다.

출석부의 한쪽에만 NON SLIP-PAD를 붙이고 분필통 1개는 NON SLIP-PAD 위에 다른 한 개는 출석부 위에 위치하게 하여 출석부를 기울여 본다.(접촉면의 상태에 따라 마찰력의 크기가 다르다는 것을 보여 준다.)

분필통을 세로로 세워 놓았을 때나 가로로 세워 놓았을 때 출석부를 기울여 봐도 마찰력의 차이가 거의 없다는 것을 보여준다. (마찰력은 접촉면적의 넓이와는 상관이 없다는 것을 보여 준다.)

분필통을 세로로 길게 세워 놓고 손가락으로 중간부분을 밀어 분필통이 넘어지는 것을 보여주고 왜 그런지를 생각해 보게 한다.(마찰력의 작용점은 지면과의 접촉면이라는 사실을 상기 시킨다.)

과학책뿐만 아니라 여러 가지 다른 물체들을 올려놓고 기울여 가면서 마찰력에 대한 흥미유발을 시킨다.

실험해 본 결과 학생들이 가지고 있는 핸드폰이나, 동전과 같이 항상 가지고 다니는 물건들로 실험을 보여주는 것이 흥미를 유발하는데 도움이 된다.

유의점

볼펜과 같은 둥근 물체는 굴러 떨어질 수 있으니 주의한다. 볼펜도 구르지 않게 세로로 붙여 놓으면 얼마든지 실험이 가능하다.

접착제를 붙인 걸로 오해하는 학생이 있으므로 NON PAD-CLIP을 뒤집어서 수직항력이 0 이 되면 접촉되어 있지 못하고 떨어진다는 것을 꼭 확인 시킨다.

먼지나 이물질이 붙으면 마찰력이 감소하므로 먼지나 이물질을 깨끗이 제거한 후 실험을 하도록 한다.

굴곡이 심한 면에서는 PAD를 붙이기가 어려우니 매끈한 면에서 실험하도록 한다.

과학적 원리

마찰력은 접촉면의 거칠기, 수직으로 누르는 힘뿐만 아니라, 어떤 상태로 접촉하는 가에 따라서도 달라진다. 보통 정지한 물체의 마찰력(정지 마찰력)은 움직일 때(운동 마찰력)보다는 크다. 특히 자전거 바퀴나, 롤러스케이트 바퀴처럼 움직이는 경우(굴림 마찰력)에는 미끄러지면서 움직이는 경우(미끄럼 마찰력)보다 마찰력이 작다.

마찰이 아주 작다면 종이나 카세트테이프를 쥘 수 없을 뿐 아니라, 어떤 공도 던질 수 없게 될 것이다. 또한 못이나 나사못은 나무나 벽에서 미끄러지고, 노끈으로 물건을 묶기가 어려울 것이다. 바람은 잘 멎지 않으며, 소리는 벽에 부딪쳐도 멈추지 않고 계속 반사를 하면서 사라지지 않는 메아리로 남을 것이다. 뱀도 땅위를 기어갈 수 없으며, 원숭이는 나무 위에 올라가지 못할 것이다.

만약 마찰력이 아주 크다면 어떻게 될까? 스키와 스케이트를 즐길 수 없을 뿐만 아니라 창문이나 문을 쉽게 여닫을 수 없고, 선풍기는 잘 돌지 않을 것이다. 이처럼 마찰력은 여러 가지 모습을 지니고 있다.

참고자료

- http://science.kongju.ac.kr/ms/first_grade/main/phy/index10.htm

(공주대학교 과학교육연구소)