삼각형이 왜 더 강할까? 튼튼한 구조물의 비밀!
알고 있나요? 튼튼한 구조물을 만들기 위한 비밀이 바로 도형의 선택에 숨겨져 있다는 사실! 삼각형이야말로 진짜 수퍼히어로 모양일지도 몰라요. 다리와 탑에서부터 자전거 프레임과 카메라 삼각대까지, 삼각형이 얼마나 강한지를 확인해 볼까요? 집에 있는 재료로 삼각형과 사각형의 강도를 비교하는 재미있는 실험을 해봐요!
준비물
- 두꺼운 종이 또는 두꺼운 종이판
- 압정 7개
- 가위
실험: 누가 더 튼튼할까?
1단계: 모양 만들기
- 두꺼운 종이를 이용해 삼각형과 사각형을 만들고 각 꼭짓점을 압정으로 고정해 보세요.
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2단계: 누르고 관찰하기
- 각 모양의 변을 살짝 눌러보세요. 삼각형은 모양을 유지하며 튼튼하게 남아있는 반면, 사각형은 쉽게 흔들리며 다른 모양으로 변해버릴 거예요. 삼각형의 변들은 서로를 강화해 주기 때문에 견고하지만, 사각형은 모양을 유지하기 어려워 쉽게 형태가 바뀌어요.
3단계: 대각선으로 사각형을 강화하기
- 사각형에 대각선을 추가하여 두 개의 삼각형으로 나누어 보세요. 다시 한번 사각형을 눌러보면 어떤 차이가 느껴지나요? 이제 훨씬 더 단단해진 것을 알 수 있을 거예요. 이 대각선 덕분에 두 개의 삼각형이 모양을 더 안정적으로 만들어 준답니다!
왜 이런 일이 일어날까요?
삼각형은 특별해요. 각 변이 다른 두 변을 지지하기 때문에 자연적으로 안정적이죠. 반면, 사각형은 모양을 유지하기 위해 추가적인 지지가 필요해요. 이런 이유로 엔지니어들은 에펠탑에서부터 자전거 스포크에 이르기까지 삼각형을 다양한 구조물에 사용해요.
강한 삼각형이 실생활에서 쓰이는 곳은 어디일까요?
- 다리와 건물 – 삼각형 트러스는 다리와 건물이 많은 무게를 지탱하도록 돕고, 많은 재료를 쓰지 않고도 튼튼하게 만들어 줘요.
- 자전거 프레임 – 자전거 프레임의 삼각형들은 충격을 흡수하며 프레임을 가볍고 튼튼하게 유지해 줘요.
- 카메라 삼각대 – 다리 세 개로 이루어진 삼각형의 기반은 어떤 표면에서도 최대한의 안정성을 제공해 준답니다.
세 다리의 마법: 안정성과 휴대성까지 한 번에!
삼각대, 스툴, 작은 테이블 등 다리가 세 개인 물건들이 안정적이고 쉽게 휴대 가능하다는 점을 눈치챘나요? 세 다리는 자연스러운 삼각형을 만들어서 울퉁불퉁한 지면에서도 완벽하게 균형을 잡아 흔들림이 없어요. 이런 이유로 휴대가 필요한 장비에 세 다리 디자인이 많이 사용된답니다!
재미있는 사실: 왜 건축에서 삼각형을 선호할까?
삼각형은 자재를 절약하고, 하중을 더 잘 견디며 구조물을 튼튼하고 가볍게 만들어줘요. 이러한 특징 덕분에 삼각형은 여러 방향의 압력을 견디면서 안전하고 효율적인 디자인을 만드는 데 중요한 역할을 해요.