아치구조는 윗부분에 작용하는 힘을 좌우로 분산시켜 구조물이 유지되도록 한다.
기둥이 없기 때문에 넓은 공간을 만들 때 유리하다.
아래 그림처럼 나무조각으로 아치구조를 만들어 놓면 사람이 올라 앉아도 무너지지 않는다.
참고로 나무조각들은 붙어 있지 않다. 그냥 조립해 놓은 상태다.
A4 종이 한 장을 이용해서 아치구조를 만들어도 튼튼하게 만들 수 있다.
<만드는 방법>
1. 첨부된 설계도를 다운받아 바깥쪽 선을 따라 잘라 낸다.
2. 실선으로 그려진 부분은 밖으로 접는다.
이때 접힌 부분인 날카롭다는 느낌이 날 정도로 접어야 한다.
손톱자국이 날 정도로 접도록 하자. 너무 세게 누르면 종이가 찢어질 수 있으니 주의해서 접는다.
3. 가로방향 점선은 안쪽으로 접는다.
마찬가지로 접힌 부분인 날카롭다는 느낌이 날 정도로 접는다. 이때 주의할 점은 안쪽으로 접으면 점선이 잘 보이지 않는다. 잘 확인해 가면서 접도록 하자.
4. 가장 중요한 건 꼭지점 부근이 잘 일치해야 한다. 꼭지점 부근이 일치 하지 않으면 나중에 접기가 힘들어 진다. 시간이 걸리더라도 접히는 부분이 만나는 꼭지점 부근이 일치하도록 신경을 써서 접어 주자
다 접고 뒤쪽에서 봤을때 굵은선과 점선과 일치하게 자국이 남아 있어야 한다.
5. 다 접고 나면 중심부 꼭지점을 위로 오도록 아래쪽부터 부채살 접듯이 접어 주면 된다. 중간쯤 접다 보면 잘 안접힐 수 있다. 이럴때는 반대쪽에서 다시 접어 들어와 중간에서 만나게 해 주면 된다.
(추가 : 자국만 잘 내었다면 중간보다 한쪽 끝에서 부터 꼭지점을 천천히 접어 들어오는 것이 만들기 더 쉽다.)
접는 방법은 아래 동영상 참고
6. 나머지 꼭지점도 잘 접어서 아치모양이 되게 만들어 보자.
<실험 방법>
1. 볼펜 2자루를 이용해서 종이 아치구조 위해 받침을 만들어 주고 그 위에 필통과 같은 물건을 누가 더 많이 올리는지 시합해 보자.
2. 책이나 하드보드지를 직접 올려 놓고, 어느정도 무게를 버틸 수 있는지 확인해 보자.
1개로도 얇은 책 정도는 올릴 수 있다.
가능하면 2개를 만들어 다리 모양이 되게 만든 다음 시도해 보자.
<완성된 파일은 띵커보드에 올리게 하면 됨>
한 학생이 볼펜과 주변 사물을 이용해서 종이 아치에 얼마나 물체를 올릴 수 있는지 촬영해서 보냄
<팁>
아치구조가 무너질 때 책상면과 닿는 부분이 밀리면서 넘어진다.
책상과 닿는 부분이 잘 안밀리도록 마찰력이 큰 물체(수건이나 천)에 올려놓고 고정해 두면 더 무거운 물체도 버틸 수 있다.
<추가> 4개 받쳐서 물병 올려 놓기 - 3개에서 무너짐
<만드는 방법 동영상 참고>
접는 방법은 중간에서 접는 것 보다 한쪽 끝에서 부터 접어가는 것이 좋다.
<추가> 모둠별로 4명이 만든 종이아치구조를 책상에 원하는 형태로 놓고(다양한 형태로 시도하는 학생들이 있음)
그 위에 플라스틱 판(상자뚜껑)을 올려 물병을 몇개까지 올릴 수 있나 시합.(모둠별로 서로 도와주게 할 수 있음)
플라스틱 판은 가능한 아래 동영상 처럼 투명한 판을 사용하면 좋다. 아래 투명플라스틱은 플라스틱 상자 뚜껑이다.
물병은 탄산수병을 가져다가 물은 절반만 채워 놓았음.
더 많은 병을 올리고 싶다면, 물의 양을 더 적게 넣으면 된다. 1/3 또는 1/4 만 넣어서 생수병이나 탄산수 병을 준비하면 된다.
종이 아치구조 놓는 위치나 물병 올려 놓는 밥법이나 순서는 학생들 원하는 데로 하게 하면 된다.
어떤 학생들은 동시에 대칭이 되게 올려 놓기도 한다.
<추가>
나무도막으로 아치구조를 만들어 학생들이 올라가 앉아 보게 했다.
무너질 것 같다며 겁내 하던 학생들이 성공한 후 너무 좋아한다.
<수업설명 팁>
평범한 나무 도막들이다. 이 나무도막들을 잘 조립해서 아치구조를 만들면 튼튼한 구조물이 될 수 있다.
혹시 너희들은 이런 구조를 어디서 본적 없니? 터널. 다리...
중세시대 전쟁영화에서도 자주 볼 수 있다. 그렇지 성문이 이런 형태로 되어 있다.
생각해 보면 성벽은 아래부터 벽돌을 차곡차곡 쌓아 올렸기 때문에 위에서 병사들이 뛰어다녀도 튼튼하다.
하지만 성문은 아래공간이 비어 있기 때문에 위에서 사람들이 뛰어 다니면 무너지지 않을까?
아치구조로 되어 있기 때문에 상당히 튼튼하다. 아래쪽에 빈 공간이 있어도 무너지지 않는 것이다.
하지만 이 아치구조는 안쪽에서 힘을 가하면 쉽게 무너진다.
그래서 달걀은 밖에서 누를때 잘 깨지지 않고 버티지만, 갸냘픈 병아리가 안쪽에서 살짝만 쳐도 쉽게 깨진다.
