20202 고준영 과학숙제(수행평가)

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수행평가 과제중

잠수함의 원리

알류미늄박 두께재기

잠수병의 원리에 대해서 조사했습니다.

잠수함의 잠수원리
*물과 압축 공기로 부력 조절       
 「아르키메데스 법칙」에 기초  
잠수함이란? - 잠수함은 수상함(물위에 떠다니는 배)과 달리 주로 수중에서 운용되도록 설계된 함정으로써 수상함과 같이 수면상에서 운행되다가 필요시 물속으로 잠수되어야 하는 특수한 함정이다.
원리의 핵심 - 잠수함의 잠수원리는 아르키메데스의 원리를 이용한 것으로 한 물체의 일부 또는 전부가 어떤 액체속에 잠겨 있으면 그 물체에 의해 밀려나온 액체의 질량과 크기가 같고 방향이 반대인 상항력(부력)이 그 물체에 걸리게 된다는  것이다. 즉, 잠수함은 바닷물속에 잠수되어 있을 때 잠수함의 압력선체(사람이 활동하고 장비가 탑재되는 밀폐된 공간)의 무게만큼 가벼워지는데 이 부력이 잠수함의 무게와 같을 때 잠수함은 바닷물속에서 뜨거나 가라앉지 않게된다. 만약 이 상태에서 잠수함이 부력을 더 가지게 된다면 수면으로 떠오르게 될 것이다.

잠수원리를 나타낸 그림                                                       

주절주절 -  1620년도의 초기 잠수 개념으로는 밀폐된 함정내에 가죽 격벽을 사용, 안쪽으로 이동시킴으로써 현측에 뚫린 관통구를 통하여 물을 유입시켜 배를 무겁게 하여 잠수시키고 나사를 이용, 가죽 격벽을 밀어냄으로써 무게를 줄여서 부력을 가지도록 하였었다. 현대 잠수함에서는 그림에서 보는 바와 같이 주로 공기탱크를 압력선체 외부에 설치하여 공기탱크내에 물이 채워졌을 때 잠수함의 무게가 부력과 같아지도록 조정하고 수면으로 부상하기 위하여는 공기탱크내에 압축공기를 공급하도록 하고 있다. 따라서 잠수는 공기탱크 내의 공기를 밖으로 배출할 수 있도록 공기탱크 상부에 있는 차단밸브를 열어서 이루어지며 이때 자유 충수구로 바닷물이 유입되어 공기탱크를 채우게 된다. 차단밸브의 개폐와 공기 탱크내로의 압축공기 공급은 압력선체내에서 조작한다. 잠수함에 승선 인원 또는 장비가 추가되어 무거워질 경우 무거워진 만큼의 무게를 보상하기 위한 물탱크를 별도로 압력선체내에 설치하여 물탱크내의 물을 함외로 배출하여 무거워진 무게를 조정한다.

참고사이트 : http://www.roknavy.com/joypark/a2-4.htm

밀도(2.7g/cm3)를 이용하여 알루미늄박의 두께를 측정할 수 있는 방법
1.일단 알류미늄박의 무게를 잰다.
2.알류미늄박의 가로*세로 길이를 구해서 밑넓이를 구한다.
3.무게/밑넓이*x <- 이 식에 위의 값들을 대입해서 x의 값을 구한다.
4.x의 값을 적는다.
5.위의 실험을 여러번 반복하여 평균을 내어 오차를 최소한으로 줄인다.

잠수병이란?
원인? - 영어로는 케이슨병이라 불리우는 이 병의 발생원인은 수면 밑으로 내려가면서 기압의 급격한 증가로 체내조직 속에 녹아 있던 공기 중의 질소가 수면으로 갑자기 올라오자 기압이  낮아지면서 기포화되면서 조직 ·혈관 ·중추신경 ·체강 ·뼈 ·관절 내에 기포가 발생하기 때문이다.
예방책? - 물에서 갑자기 천천히 올라오지 않고 천천히 올라와서 기압차를 최소화시킨다. 또한 수면위로 올라온 직후에 증상이 없더라도 몇시간은 주의하고 발병의 징후가 있으면 고압실에서 다시 천천히 기압을 내린다.

참고사이트 -http://100.naver.com/search.naver?adflag=1&cid=AD1016013580538&where=100&command=show&mode=m&id=151358&sec=1