🔬 핵심 원리
구조물이 안정적으로 서 있으려면 무게중심에서 내린 수직선이 지지면 안에 있어야 합니다. 바닥이 넓고 무게중심이 낮을수록 구조물은 더 안정적입니다.
❓ 탐구 질문
- 버스에서 서 있을 때 발을 넓게 벌리면 더 안정적인 까닭을 지지면과 무게중심으로 설명해 보세요.
- 피라미드 형태의 구조물이 직육면체보다 안정적인 까닭은 무엇인가요?
- 트럭이 짐을 실을 때 무거운 짐을 아래에 싣는 것이 좋은 까닭을 설명해 보세요.
🌍 실생활 예시
- 에펠탑 구조: 아래가 넓고 위로 갈수록 가벼워져 안정성을 높입니다.
- 피라미드와 석탑: 낮은 무게중심과 넓은 밑면으로 쉽게 무너지지 않습니다.
- 오뚝이 장난감: 질량을 아래에 집중시켜 기울여도 스스로 복원됩니다.
- 대형 선박의 평형수: 무게중심을 낮춰 흔들림을 줄입니다.
- 자동차 무게중심: 스포츠카가 SUV보다 낮은 무게중심으로 코너링에 유리합니다.
📘 교과서 연계
물리학 I편 p18~21 — 무게중심과 안정성, 구조물의 안정성 (그림 I-7~9)
기울기, 상단 질량, 하단 질량을 바꾸며 임계각이 어떻게 달라지는지 살펴보세요.