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  • 종이비행기 실험을 통한 항공기의 무게 중심과 공력중심에 대한 탐구
      Ⅰ. 서론 종이비행기에 적용되는 다른 항공역학적 요소에 대해 공부해 보다 과학하는 청소년활동가 최누리 씨의 ‘활공하는 종이비행기의 구조 안전성과 비행거리에 대한 실험’ 발표영상을 접했다. 이 실험에서는 a4 용지 크기의 종이로 종이비행기를 접은 다음, 무게중심과 공력중심의 길이를 다르게 하여 가장 멀리 가는 길이를 알아내었다. 그런데, 이 영상을 보던 중 “비행기 전체 길이에 대한 공력중심과 무게중심 사이의 길이의 비가 몇 대 몇인 비행기가 가장 멀리 비행할 수 있을까”에 대한 궁금증이 생겼다. 그래서 종이비행기에서 가장 멀리 비행할 수 있는 공력중심과 무게중심 사이의 길이의 비를 구하는 실험을 진행하게 되었다.   Ⅱ. 이론적배경 무게중심과 공력중심 1) 항공기의 무게중심과 공력중심 물리학에서 말하는 무게중심은 중력에 의한 알짜 torque가 0인 점이다. 즉 물체의 각 부분에 작용하는 중력의 합력이 작용하는 지점을 말한다. 항공역학에서 무게중심이란 항공기의 총중량이 집중되는 지점/항공기의 모멘트의 합이 0이 되는 지점으로 종적, 횡적으로 평형이 되는 지점에 위치해야 한다. 각 부분에 걸리는 모멘트의 총 합계를 총 중량으로 나누어서 구할 수 있다. MAC(평균공력시위)를 이용해 무게중심의 위치를 나타낸다. 평균공력시위(MAC)이란 날개의 공기역학적 특성을 대표하는 시위, 항공기의 날개 앞전부터 뒷전까지의 평균 길이를 의미한다. 2) 종이비행기에서의 공력중심 공력중심은 에어포일의 피칭 모멘트의 받음각이 변하여도 피칭 모멘트가 일정한 기준점으로 일반적으로 날개 시위의 25%MAC 지점에 위치한다. 압력중심의 경우 방향이 바뀔 때마다 위치가 변해 힘과 모멘트를 계산하기 힘들기 때문에 공력중심을 임의로 정하여 계산한다. 공력중심은 무게중심과 압력중심을 계산함으로써 정의할 수 있으나 문헌상에서 종이비행기의 공력중심 계산법이 소개되어 있다.                                        그림 . 종이비행기에서의 공력중심 계산(출처: 최누리, 제 17회 NYSC 우주과학 포럼)     Ⅲ. 연구방법 종이의 비율이 일정하다 하고, 일정한 비율의 종이로 만들어진 종이 비행기가 있을 때, 공력중심과 무게 중심 차이의 비율에 따라서 움직인 거리가 최적화된 비율이 있다. 라는 가설에 따라서 a4용지와 b4용지, a3용지로 세가지 실험을 했다. 실험 1. A4 용지로 접은 종이비행기에서 비행거리가 가장 길게 나타나는 무게중심과 공력중심의 차이 지점 찾기 1) 종이비행기 제작 및 무게중심 찾기 (1) A4종이 비행기를 5개 만든다. (2) 접을 때에는 a4용지를 세로로 절반을 접었다 핀다. (3) 아래 양쪽을 45도로 접고 아래부분을 위로 접어 올린다. (이때 접는 높이에 따라 비행기의 무게중심이 바뀌는데 3cm로 높이를 정했다.) (4) 아래 양쪽을 다시 접고 가운데를 접는다. (5) 전체를 반으로 접고 대각선 방향으로 반으로 접는다. (6) 날개 중간에 테이프를 붙인다. (7) 무게중심은 실에 테이프를 붙여서 비행기 위쪽에 붙여보면서 날개쪽 과 뿌리 쪽을 이은 선이 수평이 될 때까지 실험적으로 측정한다. 이 때 A4용지로 만든 종이비행기는 뿌리 쪽으로부터 9cm 지점에 무게중심이 있다. 여기에서 종이비행기 5개 모두 날개 크기, 모양 등을 똑같이 했지만 첫 번째 종이비행기를 기준으로 해서 공력중심은 계속 똑같은 위치에 두고 무게중심을 1cm씩 늘리고 줄인다. 그래서 a4용지로 했을 때는 공력중심과 무게중심 차이가 각각 1cm, 2cm, 3cm, 4cm, 5cm 로 되었다. 이 차이에 따라서 무게가 또 바뀌어서 클립을 이용해서 비행기의 앞 뒤 무게를 맞춘다. 1, 2 cm일때는 클립을 2개 앞에다 달았고 4, 5cm일때는 뒤쪽에 클립 4개를 달아서 무게를 맞췄다.   실험 2. B4 용지로 접은 종이비행기에서 비행거리가 가장 길게 나타나는 무게중심과 공력중심의 차이 지점 찾기 (1) 실험 1과 같이 B4종이비행기도 5개 만든다. (2) 실험 1과 같은 방식으로 공력중심과 무게중심을 구한다. 무게중심과 공력중심의 차이는 각각 2.5cm, 3.5cm, 4.5cm, 5.5cm, 6.5cm로 나온다. 이도 똑같이 클립을 2.5cm와 3.5cm 일 때는 2개를 앞에다가 달고 5.5cm와 6.5cm에는 4개를 달아줘서 무게를 맞췄다.   실험 3. A3 용지로 접은 종이비행기에서 비행거리가 가장 길게 나타나는 무게중심과 공력중심의 차이 지점 찾기 (1) 실험 1,2와 같이 A3종이비행기도 5개 만든다. (2) 실험 1, 2와 같은 방식으로 공력중심과 무게중심을 구한다. 무게중심과 공력중심의 차이는 각각 3cm, 4cm, 5cm, 6cm, 7cm로 나온다. 이도 똑같이 클립을 3cm와 4cm 일 때는 2개를 앞에다가 달고 5.5cm와 6.5cm에는 6개를 달아줘서 무게를 맞췄다.   실험 4. 두 종이비행기에서의 비행거리 측정 A4용지 비행기 5개와 B4용지 비행기 5개와 A3 용지 비행기 5개를 각각 5번씩 날려서 동일한 사람이 동일한 각도로 던져서 비행거리를 측정했다.     Ⅳ. 연구결과                                              그림 . A4용지로 접은 종이비행기에서 무게중심과 공력중심 사이 길이에 따른 비행거리 결과   A4용지로 접은 종이비행기 5개 중, 무게중심과 공력중심 사이의 길이가 3cm인 종이비행기가 평균적으로 가장 멀리 비행하였다.그러나 네 번째 비행기와 마지막 비행기는 비행 도중 공중에서 한 바퀴를 돌거나, 비행 궤적이 아래 그림에 나온 것 같은 경우가 많았다.    그림 . 무게중심과 공력중심의 차이가 길 때 나타나는 불안정한 비행궤도의 사례    결론적으로 A4용지로 만든 종이비행기에서는 무게중심과 공력중심 사이의 길이가 3cm인 비행기가 평균적으로 가장 멀리 비행하였다. 그리고 A4용지로 만든 종이비행기의 전체 길이의 무게중심과 공력중심 사이의 길이에 대한 비율은 (비행기 길이):(두 중심사이의 길이)= 5.6 : 1 이 나왔다.   그림 . B4용지로 접은 종이비행기에서 무게중심과 공력중심 사이 길이에 따른 비행거리 결과    B4 용지로 접은 종이비행기 5가지 사이에서 무게중심과 공력중심 사이의 길이가 4.5cm인 비행기가 가장 멀리 비행하였다. 그러나 두 중심 사이의 길이가 5.5cm, 6.5cm인 비행기들은 비행할 때 A4용지로 만든 비행기 중 4번째, 마지막 비행기처럼 비행 궤도를 보이거나 비행 도중 공중제비를 도는 경우가 많았다.                               그림14. A3용지로 접은 종이비행기에서 무게중심과 공력중심 사이 길이에 따른 비행거리 결과   A3 용지로 만든 종이비행기에서는 무게중심과 공력중심 사이의 길이가 5cm인 비행기가 평균적으로 가장 멀리 날았다. 그리고 A3 용지로 만든 종이비행기의 길이의 무게중심과 공력중심 사이의 길이에 대한 비율은 대략 (비행기 길이):(두 중심사이의 길이)= 5.4 : 1이 나왔다. 이는 A4, B4용지로 제작한 비행기에서도 비슷한 비율을 구할 수 있었기 때문에 비행거리가 가장 길은 무게중심과 공력중심 사이의 길이 비가 존재한다는 것을 확인할 수 있었다.   Ⅴ. 결론 및 제언 두 실험에서 모두 공력중심과 무게중심 사이의 거리가 멀어짐에 따라 비행거리가 증가하였다. 반면 비행거리가 최대가 되는 특정한 비율을 넘은 이후에는 궤적이 불안정해지고, 비행거리가 급격히 감소하는 모습을 관찰하였다. 실험을 통해 비행기의 공력중심과 무게중심이 더 멀리 떨어져 있을수록 더 멀리 비행해, 비행기의 길이와 공력중심, 무게중심 사이의 거리의 비율이 약 5.5:1 정도가 되는 지점에서 비행거리가 가장 멀어지며, 이보다 무게중심과 공력중심의 거리가 더 커지면 비행기의 비행이 불안정해진다는 사실을 알게 되었다. 비행기의 공력중심을 기준으로 무게중심이 더 앞쪽에 있어야 한다는 사실과 그 이유, 그렇지 않을 경우 일어날 수 있는 일들에 대해 알게 된 후, 무게중심이 얼만큼 더 앞쪽에 위치해야 하는지 의문을 제기하고 이를 해결하기 위해 직접 행동하였다는 점에서 탐구활동의 의미를 찾을 수 있다고 생각한다. 무게중심과 공력중심 사이의 거리가 일정한 비율을 넘을 경우 비행기가 안정적으로 날 수 없는 원인에 대한 탐구로도 이어질 수 있을 것이다. 공력중심에 대해 아직 구체적으로 이해하지 못했기 때문에 추가적인 자료 조사와 탐구를 통해 날개의 단면과 형태에 따라 공력중심의 계산방법은 어떻게 달라지는지 등 수업중 들었던 다른 의문에 대해서도 해결하고 싶다.   Ⅵ. 참고문헌 ●Holger Babinsky, ‘How do wings work?’, in Physics Education · November 2003 ●‘Aerodynamic Center’, google, https://www.flitetest.com/articles/ where-should-an-rc-airplane-center-of-gravity-be, 2023.02.27. ●‘Center of Pressure, Center of Aerodynamic’, NASA Glenn Research Center, https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/ 2023.02.28. ●’Lift’, Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Lift_(force), 2023.03.01 ●항공우주학개론 2장 비행원리, 서울대학교 기계항공공학부 김종암 교수 교육자료, https://ocw.snu.ac.kr/sites/default/files/NOTE/9534.pdf, 2023.03.01 ●최누리, 종이비행기의 항공역학: 활공하는 종이비행기의 구조 안정성과 비행거리, 제 17회 NYSC 우주과학 포럼(2021.03.21.), 2023.02.25   지도 선생님 - 임미선
    • Global News
    • 탐구보고서
    2023-07-20
  • [돼지호박을 먹지 말라고? LMO(유전자변형생물체)가 위험한가요?
    1. 탐구동기   정부에서 국가 승인을 받지 않은 유전자 변형 돼지호박(주키니 호박)을 재료로 사용한 식품을 모두 회수해 폐기조치 한다고 발표했습니다. 유전자 변형 식품은 무엇이고, 어떤 위험이 있기 때문에 회수조치를 하는지 그 이유를 알아보고자 합니다.     2. 탐구내용   1) 유전자 변형 돼지호박은 왜 문제가 되었을까?   가. 미승인 LMO 돼지호박(주키니 호박)의 재배 및 유통 과정   작년에 외국산 주키니 호박 종자 수입 검역 절차에서 LMO(생물학적으로 변형된 유전자 조작 생물체)가 발견되었습니다. 이로 인해 국립종자원은 국내에서 신품종 등록을 위해 출원되는 주키니 호박 종자에 대한 LMO 검사를 실시하였으며, 국내 A 기업이 개발한 주키니 호박 종자에서 LMO가 발견되었습니다.   A 기업은 B 기업이 판매한 종자를 사용하여 주키니 호박을 육종했으며, B 기업은 미국에서 승인된 LMO 주키니 호박 종자를 수입하였으나, 국내의 검역 절차를 거치지 않고 육종 및 판매를 진행한 사실이 밝혀졌습니다. 이는 국내에서의 검역 절차를 거치지 않고 LMO 종자를 도입하고 사용한 것으로 파악되었습니다.    나. 미승인 LMO 돼지호박의 위험성    일부 전문가들은 미국과 캐나다 등에서 승인된 해당 LMO 주키니 호박이 인체에 유해하지 않고, 환경에 미치는 영향도 일반 호박과 유사한 수준이라고 판단하고 있습니다. 또한, 이 LMO 주키니 호박의 성분은 일반 호박과 차이가 없어서 섭취해도 문제가 없다는 의견이 있습니다.   그러나 이와 같은 의견은 학계 내에서 논란이 되고 있습니다. 유전자조작 작물에 대한 건강 및 환경 영향 평가는 여러 요소를 고려하여 수행되어야 합니다. 항상 모든 전문가들이 동일한 의견을 가지는 것은 아니며, 과학적 연구와 평가를 통해 더 많은 정보를 얻어야 합니다.     2) LMO(유전자변형생물체)란 무엇인가?   가. LMO(유전자변형생물체, Living Modified Organisms)   유전자변형생물체(LMO, Living Modified Organisms)는"유전자변형생물체"라는 뜻입니다. 일반적으로 생물체들은 자연적으로 유전 정보 (gene)를 가지고 있어서 특정한 특성을 가지게 되는데, LMO는 이 유전 정보를 인위적으로 바꾼 것을 말합니다. 이를 통해 원하는 특성을 갖는 식물이나 동물을 만들 수 있습니다. 예를 들어, 호박의 색이나 크기를 조절하거나, 작물의 내성을 강화시키는 등 다양한 목적으로 사용될 수 있습니다. LMO는 미국과 캐나다 등에서 이미 사용되고 있으며, 전문가들은 인체에 유해하지 않고, 일반적인 생물체와 비슷한 영향을 미친다고 말하고 있습니다. 보통 유전자변형이 유해하다고 생각되는 경우는 LMO에 있는 유전자조작 기술이 우리 몸 속 세포에도 영향을 미칠까 걱정하는 경우가 다수인데, LMO 또한 입을 통해 위로 들어오게 되면 유전자를 포함한 모든 구성성분들이 위액에 녹게 됩니다. 유전자조작 기술로 인해 몸에 유해할 수 있는 독성성분을 만들어 내도록 조작한 것이 아니라면 인체에 해를 미치지 않습니다.    나. LMO와 GMO의 관계   LMO는 "유전자변형생물체"라고 불리며, 특정 살아있는 생물체의 유전 정보를 인위적으로 변경한 것을 말합니다. 예를 들어, 호박의 특정 특성을 바꾸거나 작물의 내성을 강화시키는 등의 목적으로 사용될 수 있습니다. GMO는 "유전자조작식품"이라고 불리며, 주로 식품과 관련된 생물체를 대상으로 유전자를 조작한 것을 말합니다. GMO는 농작물이나 식품의 생산과정에서 사용되는데, 예를 들면 곡물이 벌레에 강한 특성을 가지거나, 과일이 오래 신선하게 유지되는 등의 특징을 갖게 됩니다. 요약하면, LMO는 생물체의 유전 정보를 변경한 것이고, GMO는 식품과 관련된 생물체의 유전자를 조작한 것입니다.   다. 유전자변형식품을 만드는 이유   식량 생산 향상: GMO는 특정 특성을 개량하여 식물이 더 높은 수량이나 품질의 작물을 생산할 수 있도록 도와줍니다. 예를 들어, 좀 더 내구성이 강한 작물이나 특정 질병에 저항성을 가진 작물을 개발하여 수확량을 증가시킬 수 있습니다.   작물의 품질 개선: GMO는 작물의 영양 가치, 맛, 향기, 텍스처 등을 개선시킬 수 있습니다. 예를 들어, 비타민이나 미네랄 함량을 높이거나 유해 성분을 감소시키는 등의 특성을 개량할 수 있습니다.   병충해 관리: GMO는 작물이 해충, 질병 또는 난세에 저항성을 가질 수 있도록 개발될 수 있습니다. 이를 통해 농작물에 대한 병충해 관리를 감소시키고, 더 적은 양의 농약 사용이 가능해질 수 있습니다.   기후변화 대응: GMO는 기후변화에 적응할 수 있는 작물을 개발하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 예를 들어, 건조 내성 또는 열 내성을 강화시킨 작물을 개발하여 가열되는 지구 온난화 상황에 대응할 수 있습니다.   식량 안보 강화: GMO를 통해 작물의 저항성을 향상시켜 작물병, 잡초, 질병 등으로 인한 작물 손실을 줄일 수 있습니다. 이는 식량 안보를 강화하고 급증하는 인구에 안정적인 식량 공급을 제공하는 데 도움이 됩니다.    라. 유전자변형식품의 안전성   인체 건강에 대한 안전성: 많은 연구 결과에 따르면 현재 승인된 GMO는 인체 건강에 유해한 영향을 미치지 않는 것으로 보고되고 있습니다. 국제적인 기구들과 규제 기관들은 GMO 제품의 식품안전성을 평가하기 위해 철저한 과학적 연구와 시험을 수행하고 있습니다.   환경에 대한 영향 평가: GMO의 환경영향에 대한 연구도 수행되고 있습니다. 이러한 연구는 GMO 작물이 자연 생태계에 미치는 영향을 평가하고, 비전용 종에 대한 잠재적인 위험을 고려합니다. 대부분의 연구 결과는 GMO와 일반적인 작물 간에 환경적인 차이가 크지 않다는 것을 보여주고 있습니다.   규제와 안전성 평가: GMO 제품의 상용화를 위해서는 규제 기관들이 신중한 평가와 검증 절차를 거치도록 요구하고 있습니다. 국제적인 기구들과 국가 단위의 규제 기관들은 GMO의 개발, 테스트, 승인 과정에서 안전성 평가를 수행하며, 이를 통해 인체 건강과 환경 보호를 최우선으로 고려합니다.   연구의 지속: GMO의 안전성에 대한 연구는 지속적으로 진행되고 있습니다. 신규 기술과 연구 방법의 발전에 따라 더 많은 정보와 이해가 쌓이고 있으며, 이를 통해 GMO의 안전성 평가가 개선될 수 있습니다.    마. 유전자변형식품의 관리 현황   식약처는 국내로 들어오는 유전자 변형식품(GMO)에 대해 안전성 평가를 반드시 실시합니다. GMO 식품은 식약처의 승인을 받아야만 판매와 유통이 가능합니다. 현재 식약처에는 20명의 전문가로 구성된 심의위원회가 있으며, 이들은 독성물질, 알레르기 유발물질, 새로운 위해요인과 함께 영양소의 손실 여부까지 꼼꼼하게 확인하고 있습니다. 이를 통해 식품의 안전성을 보장하기 위한 조치를 취하고 있습니다.     [GMO 식품 승인 신청 프로세스, 그림출처: 식품의약품안전처 열린마루]   3) 유전자변형식품에 대한 우려   - 생물다양성   유전자 흐름과 잡종화: GMO 작물이 자연 환경에서 번식할 때, 그들의 유전자가 자연 생물종에 흘러들어가 우리도 모르는새 잡종화를 일으킬 수 있습니다. 이는 특정 유전자 조작 작물의 생태학적 특성이 다른 생물종에게 영향을 미칠 수 있고, 원래 생물종의 다양성을 저하시킬 수 있습니다.   생태계 균형 파괴: 일부 시민단체는 GMO 작물이 생태계의 균형을 파괴할 수 있다고 우려합니다. 특정 유전자 조작 작물이 새로운 특성을 갖고 다른 생물체에게 이점을 줄 경우, 이러한 종의 증식이 증가할 수 있으며, 그 결과로 생태계 내 다른 생물종에 영향을 미칠 수 있습니다.   독성과 알레르기 원인물질: GMO 작물은 새로운 유전자를 도입하여 새로운 단백질을 생성할 수 있습니다. 이로 인해 새로운 독성 물질이나 알레르기를 유발할 수 있다는 우려가 있습니다. 시민단체는 이러한 잠재적인 위험성에 대한 충분한 연구와 안전성 검증이 이루어지지 않았다고 주장합니다.   모노종작물의 증가: 일부 시민단체는 GMO 작물의 상용화로 인해 농작물의 다양성이 감소하고 모노종작물의 비중이 증가한다고 우려합니다. 모노종작물이란, 한 가지 종류의 작물을 대량으로 재배하는 것으로, 이는 식량 공급 안정성을 약화시킬 수 있으며, 병충해에 더욱 노출될 수 있습니다.   - 독성 작물, 독성 토양   GMO는 대부분이 풀이나 해충으로부터 자기 자신을 보호하기 위해 특별한 능력을 가지게 조작된 작물입니다. 예를 들어, 일부 GMO는 더 강한 화학제초제에 저항성을 가지거나 스스로 살충제를 생산할 수 있게 만들어졌습니다. 이렇게 만들어진 작물은 농작물을 보호하기 위해 사용되는 화학제초제를 더 효과적으로 사용할 수 있게 해줍니다.   하지만, 이러한 방식으로 GMO를 사용하면 문제가 발생할 수도 있습니다. 제초제에 저항성을 가진 작물을 사용하면 시간이 지남에 따라 잡초가 저항성을 발달시키면서 더 강한 제초제를 사용해야 할 수도 있습니다. 또한, 살충성분을 생산하는 작물은 해충뿐만 아니라 나비나 나방과 같은 유용한 곤충에게도 해를 끼칠 수 있는 독성물질을 생산할 수 있습니다.    - 기업의 지배   유전자조작 작물은 연구 과정부터 상업화를 위해 특허 승인된 작물입니다. 일부 다국적 기업들은 이러한 과정 전반을 통제하고 있어서 종자 시장의 대부분을 지배하고 있습니다. 이 기업들은 유전자조작 작물의 연구, 육종, 상업 생산 등에 관여하며, 이를 통해 제초제와 비료 시장까지 확장하고 있습니다.   이로 인해 이들 기업은 종자 시장에서 주도적인 입지를 갖게 되고, 제초제와 비료 시장에서도 큰 영향력을 행사하고 있습니다. 이는 작물의 다양성과 시장 경쟁력에 영향을 줄 수 있습니다.   - 음식문화   식품 다양성의 감소: GMO 작물이 상용화되면서 특정한 유전적 특성을 가진 작물이 많은 부분을 차지하게 됩니다. 이로 인해 다양한 전통적인 작물이 사라지거나 유전적 다양성이 감소할 수 있다는 우려가 있습니다. 이는 지역적인 식품 다양성과 문화적인 식사 습관의 변화에 영향을 미칠 수 있습니다.   윤리와 소비자 권리: 일부 시민단체는 GMO 작물의 개발과 상업화 과정에서 발생하는 윤리적인 문제와 소비자의 권리에 대해 우려합니다. 이들은 GMO 작물이 대규모 기업들의 통제 아래 개발되고 판매되는 것을 비판하며, 소비자들이 GMO 제품을 식별하고 선택할 수 있는 권리를 주장합니다.   지속 가능성과 환경 영향: 일부 시민단체는 GMO 작물의 대규모 재배가 환경에 부정적인 영향을 미칠 수 있다고 우려합니다. GMO 작물의 생산에는 많은 양의 비료와 농약이 사용되며, 이는 지속 가능한 농업과 생태계에 영향을 줄 수 있다는 우려가 있습니다.   - 소농에의 위협   유전자조작 종자는 주로 다국적 기업의 소유입니다. 이런 GMO 작물은 2세대로 번식할 때 생산성이 좋지 않아 농부들은 매번 이 기업의 종자를 새로 구매해야 합니다. 게다가 비싼 로열티를 지불하지 않으면 이 기업의 종자를 개량하는 것도 금지됩니다.   또한, 꽃가루는 바람이나 매개 곤충에 의해 이웃 밭으로 쉽게 전파될 수 있습니다. 특허 등록된 유전자조작 작물이 우연히 다른 밭에서 자라면, 특허를 소유한 기업으로부터 소송을 받을 수도 있습니다.   - 건강과 안전   유전자조작 농산물의 건강에 대한 영향은 여전히 확실히 밝혀지지 않은 부분이 있습니다. 최근 연구에서는 유전자조작 농산물을 먹인 동물들이 건강 문제를 일으킬 수 있는 사례가 있었습니다. 이러한 결과는 유전자조작 농산물의 장기적인 영향을 평가하는 데 있어 의문을 제기하게 되었습니다.   또한, 세계의 많은 나라에서 유전자조작 작물을 생산하는 회사들은 자신들이 개발한 GMO에 대한 연구를 발표하기도 합니다. 그러나 이러한 발표에 대해 연구의 질과 데이터의 편향 등에 대한 의문이 제기되기도 합니다. 일부 사람들은 이러한 연구 결과가 회사의 이익을 위해 조작되었거나 공개되지 않은 연구 결과가 숨겨지고 있는 것 아닌지 우려하고 있습니다.   - 기아   GMO가 세계의 식량문제를 완전히 해결할 수 있는지에 대해서는 여전히 논란이 있습니다. 식량문제는 다양한 복잡한 요인에 의해 영향을 받으며, 단일한 해결책으로 해결하기 어려운 문제입니다. 따라서 GMO 자체가 식량문제를 해결할 수 있는 유일한 해결책은 아닙니다.   또한, 일부 사람들은 GMO의 도입으로 기존의 재배 작물들인 감자, 옥수수, 밀 등이 밀려나고 있다고 주장합니다. 예를 들어, 일부 GMO 작물은 동물사료, 섬유, 바이오연료 생산을 목적으로 사용되는 경우가 있습니다. 이로 인해 기존의 식량작물들이 배치되는 농지가 줄어들어 식량 생산에 영향을 미칠 수 있다는 우려가 제기되고 있습니다.   식량문제를 해결하기 위해서는 다양한 접근 방식과 정책들이 필요합니다. 이는 지속 가능한 농업, 소비자 교육, 농촌 개발, 기후변화 대응 등 다양한 요소를 고려해야 합니다. GMO 기술은 식량생산을 향상시킬 수 있는 도구 중 하나로 사용될 수 있지만, 그 자체로 완전한 해결책은 아니며, 예상치 못한 부작용이나 환경 문제 등을 고려해야 합니다.    3. 탐구 결과 및 시사점   최근에 우리나라에서 발생한 미허가 유전자조작식품에 대한 회수 조치 소식을 접하고, 유전자조작식품의 의미와 위험성에 대해 조사를 진행했습니다. 유전자조작식품은 생산성을 높이거나 병충해에 강한 특성을 갖도록 유용한 유전자를 변형시킨 작물이나 이를 사용한 가공식품을 말합니다. 이러한 기술은 전 세계적으로 개발되고 있으며, 전반적으로 인체에 안전하다는 것도 확인할 수 있었습니다.   하지만 유전자조작식품의 안전성에는 아직 과학적으로 완전히 검증되지 않은 부분이 있습니다. 여전히 추가적인 연구와 평가가 필요한 부분이 있습니다. 또한, 대기업에 의해 농업인들이 피해를 보거나, 식량 생산을 위한 농지가 사료용이나 바이오에너지 원료 재배를 위해 사용되어 없어지는 문제도 확인할 수 있었습니다.   따라서 유전자조작식품에 대한 논의와 평가는 계속 진행되어야 하며, 이를 통해 안전성과 영향에 대한 이해를 높이고, 농업인들과 식량 생산에 관련된 문제들을 적절히 해결할 필요가 있습니다.   4. 배우고 느낀점    기술의 발전은 indeed 항상 긍정적인 측면과 부정적인 측면을 동시에 가지고 있는 것 같습니다. LMO와 GMO를 통해 이러한 문제들이 나타날 수 있다는 것을 확인할 수 있었고, 기술의 발전은 인류 전체의 행복에 기여할 수 있도록 사용되어야 합니다.   하지만 중요한 점은 기술을 개발한 사람들이 자신들의 이익만을 추구하거나 환경을 파괴하여 인류를 위험에 빠뜨리는 방향으로 사용되어서는 안 된다는 것입니다. 우리는 앞으로 주변의 음식들 중에서 유전자변형식품이 얼마나 사용되고 있는지 조사해 볼 수 있습니다. 이를 통해 우리는 더 나은 의식을 갖고 기술에 대한 이해를 높이며, 건강하고 지속 가능한 식품 선택을 할 수 있을 것입니다.    5. 참고문헌   국내산 주키니 호박 종자에서 미승인 LMO 확인, 판매 중단 및 수거/폐기 조치 (국립종자원 보도자료, 2023.03.26.) 농림축산검역본부 LMO업무소개 (농림축산검역본부 웹사이트) GMO 똑똑하게 알기 (식품의약품안전처 열린마루 웹사이트) 슬로푸드는 왜 GMO에 반대하는가 (국제슬로푸드한국협회 웹사이트)
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    • 탐구보고서
    2023-06-15
  • 제22회 대구경북 학생서예대회에서 최우수상 16명 입상
    제22회 대구경북 학생서예대회에서 최우수상 16명 입상      대구경북서예가협회에서 주최한 제 22회 대구 경북학생(초중고) 서예휘호대회가 4개 부문(한글, 한문, 문인화, 캘리그라피)에 걸쳐 진행됐다. 이번 대회에서 교육감상(최우수상) 16명, 우수상 33명, 특선 68명, 입선 171명, 총 288명이 입상했다. 예년에 실시되었던 현장휘호는 코로나 19로 인해 최우수상 대상자에 한해 실시되었다. 이에 문동원 심사위원장은 “코로나 19로 학생들의 참여가 저조한 것으로 예상했지만 오히려 예년에 비해 출품수가 늘었으며 서예 기본에 충실한 작품 위주로 입상자를 선정했다”라고 말했다. 교대부초 홍섬결 학생   서예휘호대회에 참가하여 최우수상에 입상한  홍섬결 학생은 “코로나 19로 몇 달을 쉬었고, 서실에서 많은 연습을 하진 못했지만, 그동안 연습했던 기억을 되새겨서 최선을 다했더니 운이 좋게도 최우수상을 받게 되었다”, 라고 했으며 서예가의 꿈도 가지게 되었다고 말했다.  또 다른 수상자인 이지효 학생은 “처음으로 나간 서예대회에서  최우수상을 수상하여 기분이 너무 좋았다. 게다가 주변에 많은분들이 축하해주니 더욱 기뻣다”, 라는 행복한 수상 소감을 밝히기도 했다    최우수상 교대부초 이지효 학생  
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    2020-08-06

청소년기자단 검색결과

  • 종이비행기 실험을 통한 항공기의 무게 중심과 공력중심에 대한 탐구
      Ⅰ. 서론 종이비행기에 적용되는 다른 항공역학적 요소에 대해 공부해 보다 과학하는 청소년활동가 최누리 씨의 ‘활공하는 종이비행기의 구조 안전성과 비행거리에 대한 실험’ 발표영상을 접했다. 이 실험에서는 a4 용지 크기의 종이로 종이비행기를 접은 다음, 무게중심과 공력중심의 길이를 다르게 하여 가장 멀리 가는 길이를 알아내었다. 그런데, 이 영상을 보던 중 “비행기 전체 길이에 대한 공력중심과 무게중심 사이의 길이의 비가 몇 대 몇인 비행기가 가장 멀리 비행할 수 있을까”에 대한 궁금증이 생겼다. 그래서 종이비행기에서 가장 멀리 비행할 수 있는 공력중심과 무게중심 사이의 길이의 비를 구하는 실험을 진행하게 되었다.   Ⅱ. 이론적배경 무게중심과 공력중심 1) 항공기의 무게중심과 공력중심 물리학에서 말하는 무게중심은 중력에 의한 알짜 torque가 0인 점이다. 즉 물체의 각 부분에 작용하는 중력의 합력이 작용하는 지점을 말한다. 항공역학에서 무게중심이란 항공기의 총중량이 집중되는 지점/항공기의 모멘트의 합이 0이 되는 지점으로 종적, 횡적으로 평형이 되는 지점에 위치해야 한다. 각 부분에 걸리는 모멘트의 총 합계를 총 중량으로 나누어서 구할 수 있다. MAC(평균공력시위)를 이용해 무게중심의 위치를 나타낸다. 평균공력시위(MAC)이란 날개의 공기역학적 특성을 대표하는 시위, 항공기의 날개 앞전부터 뒷전까지의 평균 길이를 의미한다. 2) 종이비행기에서의 공력중심 공력중심은 에어포일의 피칭 모멘트의 받음각이 변하여도 피칭 모멘트가 일정한 기준점으로 일반적으로 날개 시위의 25%MAC 지점에 위치한다. 압력중심의 경우 방향이 바뀔 때마다 위치가 변해 힘과 모멘트를 계산하기 힘들기 때문에 공력중심을 임의로 정하여 계산한다. 공력중심은 무게중심과 압력중심을 계산함으로써 정의할 수 있으나 문헌상에서 종이비행기의 공력중심 계산법이 소개되어 있다.                                        그림 . 종이비행기에서의 공력중심 계산(출처: 최누리, 제 17회 NYSC 우주과학 포럼)     Ⅲ. 연구방법 종이의 비율이 일정하다 하고, 일정한 비율의 종이로 만들어진 종이 비행기가 있을 때, 공력중심과 무게 중심 차이의 비율에 따라서 움직인 거리가 최적화된 비율이 있다. 라는 가설에 따라서 a4용지와 b4용지, a3용지로 세가지 실험을 했다. 실험 1. A4 용지로 접은 종이비행기에서 비행거리가 가장 길게 나타나는 무게중심과 공력중심의 차이 지점 찾기 1) 종이비행기 제작 및 무게중심 찾기 (1) A4종이 비행기를 5개 만든다. (2) 접을 때에는 a4용지를 세로로 절반을 접었다 핀다. (3) 아래 양쪽을 45도로 접고 아래부분을 위로 접어 올린다. (이때 접는 높이에 따라 비행기의 무게중심이 바뀌는데 3cm로 높이를 정했다.) (4) 아래 양쪽을 다시 접고 가운데를 접는다. (5) 전체를 반으로 접고 대각선 방향으로 반으로 접는다. (6) 날개 중간에 테이프를 붙인다. (7) 무게중심은 실에 테이프를 붙여서 비행기 위쪽에 붙여보면서 날개쪽 과 뿌리 쪽을 이은 선이 수평이 될 때까지 실험적으로 측정한다. 이 때 A4용지로 만든 종이비행기는 뿌리 쪽으로부터 9cm 지점에 무게중심이 있다. 여기에서 종이비행기 5개 모두 날개 크기, 모양 등을 똑같이 했지만 첫 번째 종이비행기를 기준으로 해서 공력중심은 계속 똑같은 위치에 두고 무게중심을 1cm씩 늘리고 줄인다. 그래서 a4용지로 했을 때는 공력중심과 무게중심 차이가 각각 1cm, 2cm, 3cm, 4cm, 5cm 로 되었다. 이 차이에 따라서 무게가 또 바뀌어서 클립을 이용해서 비행기의 앞 뒤 무게를 맞춘다. 1, 2 cm일때는 클립을 2개 앞에다 달았고 4, 5cm일때는 뒤쪽에 클립 4개를 달아서 무게를 맞췄다.   실험 2. B4 용지로 접은 종이비행기에서 비행거리가 가장 길게 나타나는 무게중심과 공력중심의 차이 지점 찾기 (1) 실험 1과 같이 B4종이비행기도 5개 만든다. (2) 실험 1과 같은 방식으로 공력중심과 무게중심을 구한다. 무게중심과 공력중심의 차이는 각각 2.5cm, 3.5cm, 4.5cm, 5.5cm, 6.5cm로 나온다. 이도 똑같이 클립을 2.5cm와 3.5cm 일 때는 2개를 앞에다가 달고 5.5cm와 6.5cm에는 4개를 달아줘서 무게를 맞췄다.   실험 3. A3 용지로 접은 종이비행기에서 비행거리가 가장 길게 나타나는 무게중심과 공력중심의 차이 지점 찾기 (1) 실험 1,2와 같이 A3종이비행기도 5개 만든다. (2) 실험 1, 2와 같은 방식으로 공력중심과 무게중심을 구한다. 무게중심과 공력중심의 차이는 각각 3cm, 4cm, 5cm, 6cm, 7cm로 나온다. 이도 똑같이 클립을 3cm와 4cm 일 때는 2개를 앞에다가 달고 5.5cm와 6.5cm에는 6개를 달아줘서 무게를 맞췄다.   실험 4. 두 종이비행기에서의 비행거리 측정 A4용지 비행기 5개와 B4용지 비행기 5개와 A3 용지 비행기 5개를 각각 5번씩 날려서 동일한 사람이 동일한 각도로 던져서 비행거리를 측정했다.     Ⅳ. 연구결과                                              그림 . A4용지로 접은 종이비행기에서 무게중심과 공력중심 사이 길이에 따른 비행거리 결과   A4용지로 접은 종이비행기 5개 중, 무게중심과 공력중심 사이의 길이가 3cm인 종이비행기가 평균적으로 가장 멀리 비행하였다.그러나 네 번째 비행기와 마지막 비행기는 비행 도중 공중에서 한 바퀴를 돌거나, 비행 궤적이 아래 그림에 나온 것 같은 경우가 많았다.    그림 . 무게중심과 공력중심의 차이가 길 때 나타나는 불안정한 비행궤도의 사례    결론적으로 A4용지로 만든 종이비행기에서는 무게중심과 공력중심 사이의 길이가 3cm인 비행기가 평균적으로 가장 멀리 비행하였다. 그리고 A4용지로 만든 종이비행기의 전체 길이의 무게중심과 공력중심 사이의 길이에 대한 비율은 (비행기 길이):(두 중심사이의 길이)= 5.6 : 1 이 나왔다.   그림 . B4용지로 접은 종이비행기에서 무게중심과 공력중심 사이 길이에 따른 비행거리 결과    B4 용지로 접은 종이비행기 5가지 사이에서 무게중심과 공력중심 사이의 길이가 4.5cm인 비행기가 가장 멀리 비행하였다. 그러나 두 중심 사이의 길이가 5.5cm, 6.5cm인 비행기들은 비행할 때 A4용지로 만든 비행기 중 4번째, 마지막 비행기처럼 비행 궤도를 보이거나 비행 도중 공중제비를 도는 경우가 많았다.                               그림14. A3용지로 접은 종이비행기에서 무게중심과 공력중심 사이 길이에 따른 비행거리 결과   A3 용지로 만든 종이비행기에서는 무게중심과 공력중심 사이의 길이가 5cm인 비행기가 평균적으로 가장 멀리 날았다. 그리고 A3 용지로 만든 종이비행기의 길이의 무게중심과 공력중심 사이의 길이에 대한 비율은 대략 (비행기 길이):(두 중심사이의 길이)= 5.4 : 1이 나왔다. 이는 A4, B4용지로 제작한 비행기에서도 비슷한 비율을 구할 수 있었기 때문에 비행거리가 가장 길은 무게중심과 공력중심 사이의 길이 비가 존재한다는 것을 확인할 수 있었다.   Ⅴ. 결론 및 제언 두 실험에서 모두 공력중심과 무게중심 사이의 거리가 멀어짐에 따라 비행거리가 증가하였다. 반면 비행거리가 최대가 되는 특정한 비율을 넘은 이후에는 궤적이 불안정해지고, 비행거리가 급격히 감소하는 모습을 관찰하였다. 실험을 통해 비행기의 공력중심과 무게중심이 더 멀리 떨어져 있을수록 더 멀리 비행해, 비행기의 길이와 공력중심, 무게중심 사이의 거리의 비율이 약 5.5:1 정도가 되는 지점에서 비행거리가 가장 멀어지며, 이보다 무게중심과 공력중심의 거리가 더 커지면 비행기의 비행이 불안정해진다는 사실을 알게 되었다. 비행기의 공력중심을 기준으로 무게중심이 더 앞쪽에 있어야 한다는 사실과 그 이유, 그렇지 않을 경우 일어날 수 있는 일들에 대해 알게 된 후, 무게중심이 얼만큼 더 앞쪽에 위치해야 하는지 의문을 제기하고 이를 해결하기 위해 직접 행동하였다는 점에서 탐구활동의 의미를 찾을 수 있다고 생각한다. 무게중심과 공력중심 사이의 거리가 일정한 비율을 넘을 경우 비행기가 안정적으로 날 수 없는 원인에 대한 탐구로도 이어질 수 있을 것이다. 공력중심에 대해 아직 구체적으로 이해하지 못했기 때문에 추가적인 자료 조사와 탐구를 통해 날개의 단면과 형태에 따라 공력중심의 계산방법은 어떻게 달라지는지 등 수업중 들었던 다른 의문에 대해서도 해결하고 싶다.   Ⅵ. 참고문헌 ●Holger Babinsky, ‘How do wings work?’, in Physics Education · November 2003 ●‘Aerodynamic Center’, google, https://www.flitetest.com/articles/ where-should-an-rc-airplane-center-of-gravity-be, 2023.02.27. ●‘Center of Pressure, Center of Aerodynamic’, NASA Glenn Research Center, https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/ 2023.02.28. ●’Lift’, Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Lift_(force), 2023.03.01 ●항공우주학개론 2장 비행원리, 서울대학교 기계항공공학부 김종암 교수 교육자료, https://ocw.snu.ac.kr/sites/default/files/NOTE/9534.pdf, 2023.03.01 ●최누리, 종이비행기의 항공역학: 활공하는 종이비행기의 구조 안정성과 비행거리, 제 17회 NYSC 우주과학 포럼(2021.03.21.), 2023.02.25   지도 선생님 - 임미선
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    • 탐구보고서
    2023-07-20
  • [돼지호박을 먹지 말라고? LMO(유전자변형생물체)가 위험한가요?
    1. 탐구동기   정부에서 국가 승인을 받지 않은 유전자 변형 돼지호박(주키니 호박)을 재료로 사용한 식품을 모두 회수해 폐기조치 한다고 발표했습니다. 유전자 변형 식품은 무엇이고, 어떤 위험이 있기 때문에 회수조치를 하는지 그 이유를 알아보고자 합니다.     2. 탐구내용   1) 유전자 변형 돼지호박은 왜 문제가 되었을까?   가. 미승인 LMO 돼지호박(주키니 호박)의 재배 및 유통 과정   작년에 외국산 주키니 호박 종자 수입 검역 절차에서 LMO(생물학적으로 변형된 유전자 조작 생물체)가 발견되었습니다. 이로 인해 국립종자원은 국내에서 신품종 등록을 위해 출원되는 주키니 호박 종자에 대한 LMO 검사를 실시하였으며, 국내 A 기업이 개발한 주키니 호박 종자에서 LMO가 발견되었습니다.   A 기업은 B 기업이 판매한 종자를 사용하여 주키니 호박을 육종했으며, B 기업은 미국에서 승인된 LMO 주키니 호박 종자를 수입하였으나, 국내의 검역 절차를 거치지 않고 육종 및 판매를 진행한 사실이 밝혀졌습니다. 이는 국내에서의 검역 절차를 거치지 않고 LMO 종자를 도입하고 사용한 것으로 파악되었습니다.    나. 미승인 LMO 돼지호박의 위험성    일부 전문가들은 미국과 캐나다 등에서 승인된 해당 LMO 주키니 호박이 인체에 유해하지 않고, 환경에 미치는 영향도 일반 호박과 유사한 수준이라고 판단하고 있습니다. 또한, 이 LMO 주키니 호박의 성분은 일반 호박과 차이가 없어서 섭취해도 문제가 없다는 의견이 있습니다.   그러나 이와 같은 의견은 학계 내에서 논란이 되고 있습니다. 유전자조작 작물에 대한 건강 및 환경 영향 평가는 여러 요소를 고려하여 수행되어야 합니다. 항상 모든 전문가들이 동일한 의견을 가지는 것은 아니며, 과학적 연구와 평가를 통해 더 많은 정보를 얻어야 합니다.     2) LMO(유전자변형생물체)란 무엇인가?   가. LMO(유전자변형생물체, Living Modified Organisms)   유전자변형생물체(LMO, Living Modified Organisms)는"유전자변형생물체"라는 뜻입니다. 일반적으로 생물체들은 자연적으로 유전 정보 (gene)를 가지고 있어서 특정한 특성을 가지게 되는데, LMO는 이 유전 정보를 인위적으로 바꾼 것을 말합니다. 이를 통해 원하는 특성을 갖는 식물이나 동물을 만들 수 있습니다. 예를 들어, 호박의 색이나 크기를 조절하거나, 작물의 내성을 강화시키는 등 다양한 목적으로 사용될 수 있습니다. LMO는 미국과 캐나다 등에서 이미 사용되고 있으며, 전문가들은 인체에 유해하지 않고, 일반적인 생물체와 비슷한 영향을 미친다고 말하고 있습니다. 보통 유전자변형이 유해하다고 생각되는 경우는 LMO에 있는 유전자조작 기술이 우리 몸 속 세포에도 영향을 미칠까 걱정하는 경우가 다수인데, LMO 또한 입을 통해 위로 들어오게 되면 유전자를 포함한 모든 구성성분들이 위액에 녹게 됩니다. 유전자조작 기술로 인해 몸에 유해할 수 있는 독성성분을 만들어 내도록 조작한 것이 아니라면 인체에 해를 미치지 않습니다.    나. LMO와 GMO의 관계   LMO는 "유전자변형생물체"라고 불리며, 특정 살아있는 생물체의 유전 정보를 인위적으로 변경한 것을 말합니다. 예를 들어, 호박의 특정 특성을 바꾸거나 작물의 내성을 강화시키는 등의 목적으로 사용될 수 있습니다. GMO는 "유전자조작식품"이라고 불리며, 주로 식품과 관련된 생물체를 대상으로 유전자를 조작한 것을 말합니다. GMO는 농작물이나 식품의 생산과정에서 사용되는데, 예를 들면 곡물이 벌레에 강한 특성을 가지거나, 과일이 오래 신선하게 유지되는 등의 특징을 갖게 됩니다. 요약하면, LMO는 생물체의 유전 정보를 변경한 것이고, GMO는 식품과 관련된 생물체의 유전자를 조작한 것입니다.   다. 유전자변형식품을 만드는 이유   식량 생산 향상: GMO는 특정 특성을 개량하여 식물이 더 높은 수량이나 품질의 작물을 생산할 수 있도록 도와줍니다. 예를 들어, 좀 더 내구성이 강한 작물이나 특정 질병에 저항성을 가진 작물을 개발하여 수확량을 증가시킬 수 있습니다.   작물의 품질 개선: GMO는 작물의 영양 가치, 맛, 향기, 텍스처 등을 개선시킬 수 있습니다. 예를 들어, 비타민이나 미네랄 함량을 높이거나 유해 성분을 감소시키는 등의 특성을 개량할 수 있습니다.   병충해 관리: GMO는 작물이 해충, 질병 또는 난세에 저항성을 가질 수 있도록 개발될 수 있습니다. 이를 통해 농작물에 대한 병충해 관리를 감소시키고, 더 적은 양의 농약 사용이 가능해질 수 있습니다.   기후변화 대응: GMO는 기후변화에 적응할 수 있는 작물을 개발하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 예를 들어, 건조 내성 또는 열 내성을 강화시킨 작물을 개발하여 가열되는 지구 온난화 상황에 대응할 수 있습니다.   식량 안보 강화: GMO를 통해 작물의 저항성을 향상시켜 작물병, 잡초, 질병 등으로 인한 작물 손실을 줄일 수 있습니다. 이는 식량 안보를 강화하고 급증하는 인구에 안정적인 식량 공급을 제공하는 데 도움이 됩니다.    라. 유전자변형식품의 안전성   인체 건강에 대한 안전성: 많은 연구 결과에 따르면 현재 승인된 GMO는 인체 건강에 유해한 영향을 미치지 않는 것으로 보고되고 있습니다. 국제적인 기구들과 규제 기관들은 GMO 제품의 식품안전성을 평가하기 위해 철저한 과학적 연구와 시험을 수행하고 있습니다.   환경에 대한 영향 평가: GMO의 환경영향에 대한 연구도 수행되고 있습니다. 이러한 연구는 GMO 작물이 자연 생태계에 미치는 영향을 평가하고, 비전용 종에 대한 잠재적인 위험을 고려합니다. 대부분의 연구 결과는 GMO와 일반적인 작물 간에 환경적인 차이가 크지 않다는 것을 보여주고 있습니다.   규제와 안전성 평가: GMO 제품의 상용화를 위해서는 규제 기관들이 신중한 평가와 검증 절차를 거치도록 요구하고 있습니다. 국제적인 기구들과 국가 단위의 규제 기관들은 GMO의 개발, 테스트, 승인 과정에서 안전성 평가를 수행하며, 이를 통해 인체 건강과 환경 보호를 최우선으로 고려합니다.   연구의 지속: GMO의 안전성에 대한 연구는 지속적으로 진행되고 있습니다. 신규 기술과 연구 방법의 발전에 따라 더 많은 정보와 이해가 쌓이고 있으며, 이를 통해 GMO의 안전성 평가가 개선될 수 있습니다.    마. 유전자변형식품의 관리 현황   식약처는 국내로 들어오는 유전자 변형식품(GMO)에 대해 안전성 평가를 반드시 실시합니다. GMO 식품은 식약처의 승인을 받아야만 판매와 유통이 가능합니다. 현재 식약처에는 20명의 전문가로 구성된 심의위원회가 있으며, 이들은 독성물질, 알레르기 유발물질, 새로운 위해요인과 함께 영양소의 손실 여부까지 꼼꼼하게 확인하고 있습니다. 이를 통해 식품의 안전성을 보장하기 위한 조치를 취하고 있습니다.     [GMO 식품 승인 신청 프로세스, 그림출처: 식품의약품안전처 열린마루]   3) 유전자변형식품에 대한 우려   - 생물다양성   유전자 흐름과 잡종화: GMO 작물이 자연 환경에서 번식할 때, 그들의 유전자가 자연 생물종에 흘러들어가 우리도 모르는새 잡종화를 일으킬 수 있습니다. 이는 특정 유전자 조작 작물의 생태학적 특성이 다른 생물종에게 영향을 미칠 수 있고, 원래 생물종의 다양성을 저하시킬 수 있습니다.   생태계 균형 파괴: 일부 시민단체는 GMO 작물이 생태계의 균형을 파괴할 수 있다고 우려합니다. 특정 유전자 조작 작물이 새로운 특성을 갖고 다른 생물체에게 이점을 줄 경우, 이러한 종의 증식이 증가할 수 있으며, 그 결과로 생태계 내 다른 생물종에 영향을 미칠 수 있습니다.   독성과 알레르기 원인물질: GMO 작물은 새로운 유전자를 도입하여 새로운 단백질을 생성할 수 있습니다. 이로 인해 새로운 독성 물질이나 알레르기를 유발할 수 있다는 우려가 있습니다. 시민단체는 이러한 잠재적인 위험성에 대한 충분한 연구와 안전성 검증이 이루어지지 않았다고 주장합니다.   모노종작물의 증가: 일부 시민단체는 GMO 작물의 상용화로 인해 농작물의 다양성이 감소하고 모노종작물의 비중이 증가한다고 우려합니다. 모노종작물이란, 한 가지 종류의 작물을 대량으로 재배하는 것으로, 이는 식량 공급 안정성을 약화시킬 수 있으며, 병충해에 더욱 노출될 수 있습니다.   - 독성 작물, 독성 토양   GMO는 대부분이 풀이나 해충으로부터 자기 자신을 보호하기 위해 특별한 능력을 가지게 조작된 작물입니다. 예를 들어, 일부 GMO는 더 강한 화학제초제에 저항성을 가지거나 스스로 살충제를 생산할 수 있게 만들어졌습니다. 이렇게 만들어진 작물은 농작물을 보호하기 위해 사용되는 화학제초제를 더 효과적으로 사용할 수 있게 해줍니다.   하지만, 이러한 방식으로 GMO를 사용하면 문제가 발생할 수도 있습니다. 제초제에 저항성을 가진 작물을 사용하면 시간이 지남에 따라 잡초가 저항성을 발달시키면서 더 강한 제초제를 사용해야 할 수도 있습니다. 또한, 살충성분을 생산하는 작물은 해충뿐만 아니라 나비나 나방과 같은 유용한 곤충에게도 해를 끼칠 수 있는 독성물질을 생산할 수 있습니다.    - 기업의 지배   유전자조작 작물은 연구 과정부터 상업화를 위해 특허 승인된 작물입니다. 일부 다국적 기업들은 이러한 과정 전반을 통제하고 있어서 종자 시장의 대부분을 지배하고 있습니다. 이 기업들은 유전자조작 작물의 연구, 육종, 상업 생산 등에 관여하며, 이를 통해 제초제와 비료 시장까지 확장하고 있습니다.   이로 인해 이들 기업은 종자 시장에서 주도적인 입지를 갖게 되고, 제초제와 비료 시장에서도 큰 영향력을 행사하고 있습니다. 이는 작물의 다양성과 시장 경쟁력에 영향을 줄 수 있습니다.   - 음식문화   식품 다양성의 감소: GMO 작물이 상용화되면서 특정한 유전적 특성을 가진 작물이 많은 부분을 차지하게 됩니다. 이로 인해 다양한 전통적인 작물이 사라지거나 유전적 다양성이 감소할 수 있다는 우려가 있습니다. 이는 지역적인 식품 다양성과 문화적인 식사 습관의 변화에 영향을 미칠 수 있습니다.   윤리와 소비자 권리: 일부 시민단체는 GMO 작물의 개발과 상업화 과정에서 발생하는 윤리적인 문제와 소비자의 권리에 대해 우려합니다. 이들은 GMO 작물이 대규모 기업들의 통제 아래 개발되고 판매되는 것을 비판하며, 소비자들이 GMO 제품을 식별하고 선택할 수 있는 권리를 주장합니다.   지속 가능성과 환경 영향: 일부 시민단체는 GMO 작물의 대규모 재배가 환경에 부정적인 영향을 미칠 수 있다고 우려합니다. GMO 작물의 생산에는 많은 양의 비료와 농약이 사용되며, 이는 지속 가능한 농업과 생태계에 영향을 줄 수 있다는 우려가 있습니다.   - 소농에의 위협   유전자조작 종자는 주로 다국적 기업의 소유입니다. 이런 GMO 작물은 2세대로 번식할 때 생산성이 좋지 않아 농부들은 매번 이 기업의 종자를 새로 구매해야 합니다. 게다가 비싼 로열티를 지불하지 않으면 이 기업의 종자를 개량하는 것도 금지됩니다.   또한, 꽃가루는 바람이나 매개 곤충에 의해 이웃 밭으로 쉽게 전파될 수 있습니다. 특허 등록된 유전자조작 작물이 우연히 다른 밭에서 자라면, 특허를 소유한 기업으로부터 소송을 받을 수도 있습니다.   - 건강과 안전   유전자조작 농산물의 건강에 대한 영향은 여전히 확실히 밝혀지지 않은 부분이 있습니다. 최근 연구에서는 유전자조작 농산물을 먹인 동물들이 건강 문제를 일으킬 수 있는 사례가 있었습니다. 이러한 결과는 유전자조작 농산물의 장기적인 영향을 평가하는 데 있어 의문을 제기하게 되었습니다.   또한, 세계의 많은 나라에서 유전자조작 작물을 생산하는 회사들은 자신들이 개발한 GMO에 대한 연구를 발표하기도 합니다. 그러나 이러한 발표에 대해 연구의 질과 데이터의 편향 등에 대한 의문이 제기되기도 합니다. 일부 사람들은 이러한 연구 결과가 회사의 이익을 위해 조작되었거나 공개되지 않은 연구 결과가 숨겨지고 있는 것 아닌지 우려하고 있습니다.   - 기아   GMO가 세계의 식량문제를 완전히 해결할 수 있는지에 대해서는 여전히 논란이 있습니다. 식량문제는 다양한 복잡한 요인에 의해 영향을 받으며, 단일한 해결책으로 해결하기 어려운 문제입니다. 따라서 GMO 자체가 식량문제를 해결할 수 있는 유일한 해결책은 아닙니다.   또한, 일부 사람들은 GMO의 도입으로 기존의 재배 작물들인 감자, 옥수수, 밀 등이 밀려나고 있다고 주장합니다. 예를 들어, 일부 GMO 작물은 동물사료, 섬유, 바이오연료 생산을 목적으로 사용되는 경우가 있습니다. 이로 인해 기존의 식량작물들이 배치되는 농지가 줄어들어 식량 생산에 영향을 미칠 수 있다는 우려가 제기되고 있습니다.   식량문제를 해결하기 위해서는 다양한 접근 방식과 정책들이 필요합니다. 이는 지속 가능한 농업, 소비자 교육, 농촌 개발, 기후변화 대응 등 다양한 요소를 고려해야 합니다. GMO 기술은 식량생산을 향상시킬 수 있는 도구 중 하나로 사용될 수 있지만, 그 자체로 완전한 해결책은 아니며, 예상치 못한 부작용이나 환경 문제 등을 고려해야 합니다.    3. 탐구 결과 및 시사점   최근에 우리나라에서 발생한 미허가 유전자조작식품에 대한 회수 조치 소식을 접하고, 유전자조작식품의 의미와 위험성에 대해 조사를 진행했습니다. 유전자조작식품은 생산성을 높이거나 병충해에 강한 특성을 갖도록 유용한 유전자를 변형시킨 작물이나 이를 사용한 가공식품을 말합니다. 이러한 기술은 전 세계적으로 개발되고 있으며, 전반적으로 인체에 안전하다는 것도 확인할 수 있었습니다.   하지만 유전자조작식품의 안전성에는 아직 과학적으로 완전히 검증되지 않은 부분이 있습니다. 여전히 추가적인 연구와 평가가 필요한 부분이 있습니다. 또한, 대기업에 의해 농업인들이 피해를 보거나, 식량 생산을 위한 농지가 사료용이나 바이오에너지 원료 재배를 위해 사용되어 없어지는 문제도 확인할 수 있었습니다.   따라서 유전자조작식품에 대한 논의와 평가는 계속 진행되어야 하며, 이를 통해 안전성과 영향에 대한 이해를 높이고, 농업인들과 식량 생산에 관련된 문제들을 적절히 해결할 필요가 있습니다.   4. 배우고 느낀점    기술의 발전은 indeed 항상 긍정적인 측면과 부정적인 측면을 동시에 가지고 있는 것 같습니다. LMO와 GMO를 통해 이러한 문제들이 나타날 수 있다는 것을 확인할 수 있었고, 기술의 발전은 인류 전체의 행복에 기여할 수 있도록 사용되어야 합니다.   하지만 중요한 점은 기술을 개발한 사람들이 자신들의 이익만을 추구하거나 환경을 파괴하여 인류를 위험에 빠뜨리는 방향으로 사용되어서는 안 된다는 것입니다. 우리는 앞으로 주변의 음식들 중에서 유전자변형식품이 얼마나 사용되고 있는지 조사해 볼 수 있습니다. 이를 통해 우리는 더 나은 의식을 갖고 기술에 대한 이해를 높이며, 건강하고 지속 가능한 식품 선택을 할 수 있을 것입니다.    5. 참고문헌   국내산 주키니 호박 종자에서 미승인 LMO 확인, 판매 중단 및 수거/폐기 조치 (국립종자원 보도자료, 2023.03.26.) 농림축산검역본부 LMO업무소개 (농림축산검역본부 웹사이트) GMO 똑똑하게 알기 (식품의약품안전처 열린마루 웹사이트) 슬로푸드는 왜 GMO에 반대하는가 (국제슬로푸드한국협회 웹사이트)
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    2023-06-15
  • 코로나바이러스감염증-19, 어디에서 왔을까?
    코로나바이러스감염증-19, 어디에서 왔을까?      현재 코로나바이러스감염증-19로 인해 일상의 많은 부분이 변화했다. 예를 들어, 교실에 들어가기 전 발열 체크와 손 소독제 사용은 필수가 되었고, 마스크를 착용해야지만 선생님과 친구들의 얼굴을 보고 대화할 수 있게 되었다. 또한 ‘컨테이젼(2011)’, ‘감기(2013)’와 같은 재난 영화 속에서만 있었던 상황들이 현실에서도 일어나고 있다. 과거에도 SARS, MERS, 신종 인플루엔자 등 많은 바이러스들이 유행했지만 코로나-19 바이러스만큼 위협적이지는 않았다. 코로나-19 바이러스는 어떻게 인류에게 다른 바이러스보다 큰 영향을 끼치고 있는 것일까?     코로나바이러스감염증-19는 2019년 12월 중국 우한에서 처음으로 사람에게 감염된 것으로 알려진 새로운 유형의 바이러스이다. 이 바이러스는 아데노바이러스와 리노바이러스로 구성되어 있으며, 이는 사람에게 감기를 일으키는 3대 바이러스 중 하나이다. 이 과에 속하는 바이러스들은 입자 표면이 돌기처럼 튀어나와 있는데, 그 모양이 마치 왕관처럼 생겼다고 해서 라틴어로 왕관을 뜻하는 'Corona'에서 명명되었다. 특히 코로나-19바이러스 세포의 돌기에 주목할 필요가 있는데, 이 돌기 단백질(S)은 호흡기에 분포하는 ACE2(앤지오텐신 전환 효소(2)에 주로 붙기 때문에 호흡기가 감염되기 쉽다. 또한 꽃봉오리 모양(S1)과 가지 모양(S2)로 절단되었을 때 체내 세포로 침투하기 쉬운 형태가 된다. 그 밖에도 코로나-19 바이러스는 불안정한 단일 가닥 RNA를 유전물질로 가지기 때문에 돌연변이가 많이 발생한다. 따라서 코로나-19 바이러스에 감염된 사람들의 검체를 채취하여 염기서열을 분석했을 때, 사람들마다 많은 차이가 발생해 백신 개발에도 어려움을 겪고 있는 것이다.    현재에도 잘 알려져 있듯이, 코로나바이러스감염증-19는 5년 전에 우한 바이러스 연구소와 미국 연구진에 의해 유행할 것으로 예측된 바이러스였다. 연구진들은 코로나-19바이러스와 유사한 바이러스를 박쥐로부터 유래한 코로나 바이러스의 유전자와 재조합해서 만들었고, 이것에 대한 치료법 개발을 시도했었다. 하지만 실험 결과, 백신과 항체 모두 바이러스를 예방하거나 중화하는 데에 실패했다. 이에 따라 일각에서는 코로나-19바이러스가 연구소에서 유출된 것이 아닌지, 혹은 누군가가 의도적으로 유출시킨 것은 아닌지에 관해 여러 가설들이 있다.    첫 번째로, 코로나-19바이러스의 염기서열을 분석한 결과, 다른 코로나바이러스에는 없는 특이한 서열이 있는 것으로 확인되었고(아래 그림 참조), 이 서열이 코로나19바이러스의 감염 방법과 매우 밀접한 관련이 있는 것으로 밝혀졌다. S1과 S2 사이에 위치하는 아미노산 서열 PRRA(프롤린-아르기닌-아르기닌-알라닌)은 체내의 특정 효소가 인식하기 매우 쉬운 서열이기 때문에 돌기 단백질이 잘 절단될 수 있게 하여 코로나19바이러스의 감염력이 매우 커지게 된 것이다.   그림 1 - 위에서부터 차례로 코로나19바이러스(nCOV-2019), 천산갑 유래 바이러스(Pangolin-COV), 박쥐 유래바이러스(RATG13-COV)의 아미노산 서열 (출처: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.02.07.939207v1)      두 번째로, 코로나19바이러스가 천산갑 유래 바이러스와도 유사한 것으로 밝혀졌다. 대부분 박쥐에서 유래한 바이러스가 코로나19바이러스와 유전적으로 가장 유사한 것으로 알려져 있지만, 천산갑에서 유래한 바이러스 역시 코로나19바이러스와 유사하다. 오히려 코로나19바이러스의 감염력을 높이는 데에 핵심적인 돌기 단백질을 암호화하는 서열은 박쥐보다 천산갑에서 유래한 바이러스와 더 유사하다. 따라서 이 연구에서는 코로나19바이러스가 박쥐에서 사람으로 일차원적인 발생이 아니라 그 바이러스가 다른 숙주에서 재조합을 거쳐 사람에게 감염되었을 가능성을 제기하였다.    그림 1을 보면 마치 코로나-19바이러스에 4개의 아미노산 PRRA가 삽입된 것처럼 보인다. 이는 3개의 염기가 한 개의 아미노산을 암호화하여 12개의 염기가 삽입된 것이다. 조작설을 주장하는 학자들은, 12개의 염기가 코로나-19바이러스 내의 돌기가 잘려야 하는 부분에 자연적으로 삽입될 수 있는 가능성이 희박하기 때문에, 박쥐와 천산갑 유래 바이러스를 실험실에서 조작하여 코로나-19바이러스를 만든 것이 아니냐고 주장한다. 그러나 이에 반박하는 학자들은, 기존 바이러스에 염기를 삽입하거나 제거해서 만들었다면 흔적이 남을 수밖에 없다는 점과, 바이러스의 병원성을 예측하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 돌려본 결과, 컴퓨터상으로는 병원성이 크게 나오지 않는다는 점 등을 이유로 조작되지 않았다고 주장한다.    여러 가설로 인해, 외교적인 문제를 인식하여 세계보건기구(WHO)에서는 코로나19바이러스는 동물로부터 발생했으며 실험실에서 조작됐을 가능성은 없다고 발표했다. 하지만 코로나19바이러스가 조작된 것이 아니라고 해도, 발전된 유전자 분석과 재조합 기술로 충분히 발생 가능한 상황이라는 것만은 분명하다. 또한 생물학 분야에 종사하는 사람들은, 코로나-19바이러스의 빠른 확산성과 돌연변이 때문에 백신 개발에 어려움을 겪고 있지만, 이와 같은 상황을 해결하기 위해 책임감을 갖고 세상을 구하기 위해 오늘날까지도 열심히 연구를 하고 있다. 연구진들의 노력 덕분에 ‘렘 데 시비르’와 같은 치료제가 효과를 보이고 있으며, 현재 백신 임상시험에 돌입하고 있는 중이다. 이외에도 시민들은 사회적 거리두기, 마스크 착용하기 등을 통해 하나가 되어 기약 없는 과제를 함께 해결하도록 노력하고 있다.
    • 청소년기자단
    • 의료
    2020-08-01

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  • 종이비행기 실험을 통한 항공기의 무게 중심과 공력중심에 대한 탐구
      Ⅰ. 서론 종이비행기에 적용되는 다른 항공역학적 요소에 대해 공부해 보다 과학하는 청소년활동가 최누리 씨의 ‘활공하는 종이비행기의 구조 안전성과 비행거리에 대한 실험’ 발표영상을 접했다. 이 실험에서는 a4 용지 크기의 종이로 종이비행기를 접은 다음, 무게중심과 공력중심의 길이를 다르게 하여 가장 멀리 가는 길이를 알아내었다. 그런데, 이 영상을 보던 중 “비행기 전체 길이에 대한 공력중심과 무게중심 사이의 길이의 비가 몇 대 몇인 비행기가 가장 멀리 비행할 수 있을까”에 대한 궁금증이 생겼다. 그래서 종이비행기에서 가장 멀리 비행할 수 있는 공력중심과 무게중심 사이의 길이의 비를 구하는 실험을 진행하게 되었다.   Ⅱ. 이론적배경 무게중심과 공력중심 1) 항공기의 무게중심과 공력중심 물리학에서 말하는 무게중심은 중력에 의한 알짜 torque가 0인 점이다. 즉 물체의 각 부분에 작용하는 중력의 합력이 작용하는 지점을 말한다. 항공역학에서 무게중심이란 항공기의 총중량이 집중되는 지점/항공기의 모멘트의 합이 0이 되는 지점으로 종적, 횡적으로 평형이 되는 지점에 위치해야 한다. 각 부분에 걸리는 모멘트의 총 합계를 총 중량으로 나누어서 구할 수 있다. MAC(평균공력시위)를 이용해 무게중심의 위치를 나타낸다. 평균공력시위(MAC)이란 날개의 공기역학적 특성을 대표하는 시위, 항공기의 날개 앞전부터 뒷전까지의 평균 길이를 의미한다. 2) 종이비행기에서의 공력중심 공력중심은 에어포일의 피칭 모멘트의 받음각이 변하여도 피칭 모멘트가 일정한 기준점으로 일반적으로 날개 시위의 25%MAC 지점에 위치한다. 압력중심의 경우 방향이 바뀔 때마다 위치가 변해 힘과 모멘트를 계산하기 힘들기 때문에 공력중심을 임의로 정하여 계산한다. 공력중심은 무게중심과 압력중심을 계산함으로써 정의할 수 있으나 문헌상에서 종이비행기의 공력중심 계산법이 소개되어 있다.                                        그림 . 종이비행기에서의 공력중심 계산(출처: 최누리, 제 17회 NYSC 우주과학 포럼)     Ⅲ. 연구방법 종이의 비율이 일정하다 하고, 일정한 비율의 종이로 만들어진 종이 비행기가 있을 때, 공력중심과 무게 중심 차이의 비율에 따라서 움직인 거리가 최적화된 비율이 있다. 라는 가설에 따라서 a4용지와 b4용지, a3용지로 세가지 실험을 했다. 실험 1. A4 용지로 접은 종이비행기에서 비행거리가 가장 길게 나타나는 무게중심과 공력중심의 차이 지점 찾기 1) 종이비행기 제작 및 무게중심 찾기 (1) A4종이 비행기를 5개 만든다. (2) 접을 때에는 a4용지를 세로로 절반을 접었다 핀다. (3) 아래 양쪽을 45도로 접고 아래부분을 위로 접어 올린다. (이때 접는 높이에 따라 비행기의 무게중심이 바뀌는데 3cm로 높이를 정했다.) (4) 아래 양쪽을 다시 접고 가운데를 접는다. (5) 전체를 반으로 접고 대각선 방향으로 반으로 접는다. (6) 날개 중간에 테이프를 붙인다. (7) 무게중심은 실에 테이프를 붙여서 비행기 위쪽에 붙여보면서 날개쪽 과 뿌리 쪽을 이은 선이 수평이 될 때까지 실험적으로 측정한다. 이 때 A4용지로 만든 종이비행기는 뿌리 쪽으로부터 9cm 지점에 무게중심이 있다. 여기에서 종이비행기 5개 모두 날개 크기, 모양 등을 똑같이 했지만 첫 번째 종이비행기를 기준으로 해서 공력중심은 계속 똑같은 위치에 두고 무게중심을 1cm씩 늘리고 줄인다. 그래서 a4용지로 했을 때는 공력중심과 무게중심 차이가 각각 1cm, 2cm, 3cm, 4cm, 5cm 로 되었다. 이 차이에 따라서 무게가 또 바뀌어서 클립을 이용해서 비행기의 앞 뒤 무게를 맞춘다. 1, 2 cm일때는 클립을 2개 앞에다 달았고 4, 5cm일때는 뒤쪽에 클립 4개를 달아서 무게를 맞췄다.   실험 2. B4 용지로 접은 종이비행기에서 비행거리가 가장 길게 나타나는 무게중심과 공력중심의 차이 지점 찾기 (1) 실험 1과 같이 B4종이비행기도 5개 만든다. (2) 실험 1과 같은 방식으로 공력중심과 무게중심을 구한다. 무게중심과 공력중심의 차이는 각각 2.5cm, 3.5cm, 4.5cm, 5.5cm, 6.5cm로 나온다. 이도 똑같이 클립을 2.5cm와 3.5cm 일 때는 2개를 앞에다가 달고 5.5cm와 6.5cm에는 4개를 달아줘서 무게를 맞췄다.   실험 3. A3 용지로 접은 종이비행기에서 비행거리가 가장 길게 나타나는 무게중심과 공력중심의 차이 지점 찾기 (1) 실험 1,2와 같이 A3종이비행기도 5개 만든다. (2) 실험 1, 2와 같은 방식으로 공력중심과 무게중심을 구한다. 무게중심과 공력중심의 차이는 각각 3cm, 4cm, 5cm, 6cm, 7cm로 나온다. 이도 똑같이 클립을 3cm와 4cm 일 때는 2개를 앞에다가 달고 5.5cm와 6.5cm에는 6개를 달아줘서 무게를 맞췄다.   실험 4. 두 종이비행기에서의 비행거리 측정 A4용지 비행기 5개와 B4용지 비행기 5개와 A3 용지 비행기 5개를 각각 5번씩 날려서 동일한 사람이 동일한 각도로 던져서 비행거리를 측정했다.     Ⅳ. 연구결과                                              그림 . A4용지로 접은 종이비행기에서 무게중심과 공력중심 사이 길이에 따른 비행거리 결과   A4용지로 접은 종이비행기 5개 중, 무게중심과 공력중심 사이의 길이가 3cm인 종이비행기가 평균적으로 가장 멀리 비행하였다.그러나 네 번째 비행기와 마지막 비행기는 비행 도중 공중에서 한 바퀴를 돌거나, 비행 궤적이 아래 그림에 나온 것 같은 경우가 많았다.    그림 . 무게중심과 공력중심의 차이가 길 때 나타나는 불안정한 비행궤도의 사례    결론적으로 A4용지로 만든 종이비행기에서는 무게중심과 공력중심 사이의 길이가 3cm인 비행기가 평균적으로 가장 멀리 비행하였다. 그리고 A4용지로 만든 종이비행기의 전체 길이의 무게중심과 공력중심 사이의 길이에 대한 비율은 (비행기 길이):(두 중심사이의 길이)= 5.6 : 1 이 나왔다.   그림 . B4용지로 접은 종이비행기에서 무게중심과 공력중심 사이 길이에 따른 비행거리 결과    B4 용지로 접은 종이비행기 5가지 사이에서 무게중심과 공력중심 사이의 길이가 4.5cm인 비행기가 가장 멀리 비행하였다. 그러나 두 중심 사이의 길이가 5.5cm, 6.5cm인 비행기들은 비행할 때 A4용지로 만든 비행기 중 4번째, 마지막 비행기처럼 비행 궤도를 보이거나 비행 도중 공중제비를 도는 경우가 많았다.                               그림14. A3용지로 접은 종이비행기에서 무게중심과 공력중심 사이 길이에 따른 비행거리 결과   A3 용지로 만든 종이비행기에서는 무게중심과 공력중심 사이의 길이가 5cm인 비행기가 평균적으로 가장 멀리 날았다. 그리고 A3 용지로 만든 종이비행기의 길이의 무게중심과 공력중심 사이의 길이에 대한 비율은 대략 (비행기 길이):(두 중심사이의 길이)= 5.4 : 1이 나왔다. 이는 A4, B4용지로 제작한 비행기에서도 비슷한 비율을 구할 수 있었기 때문에 비행거리가 가장 길은 무게중심과 공력중심 사이의 길이 비가 존재한다는 것을 확인할 수 있었다.   Ⅴ. 결론 및 제언 두 실험에서 모두 공력중심과 무게중심 사이의 거리가 멀어짐에 따라 비행거리가 증가하였다. 반면 비행거리가 최대가 되는 특정한 비율을 넘은 이후에는 궤적이 불안정해지고, 비행거리가 급격히 감소하는 모습을 관찰하였다. 실험을 통해 비행기의 공력중심과 무게중심이 더 멀리 떨어져 있을수록 더 멀리 비행해, 비행기의 길이와 공력중심, 무게중심 사이의 거리의 비율이 약 5.5:1 정도가 되는 지점에서 비행거리가 가장 멀어지며, 이보다 무게중심과 공력중심의 거리가 더 커지면 비행기의 비행이 불안정해진다는 사실을 알게 되었다. 비행기의 공력중심을 기준으로 무게중심이 더 앞쪽에 있어야 한다는 사실과 그 이유, 그렇지 않을 경우 일어날 수 있는 일들에 대해 알게 된 후, 무게중심이 얼만큼 더 앞쪽에 위치해야 하는지 의문을 제기하고 이를 해결하기 위해 직접 행동하였다는 점에서 탐구활동의 의미를 찾을 수 있다고 생각한다. 무게중심과 공력중심 사이의 거리가 일정한 비율을 넘을 경우 비행기가 안정적으로 날 수 없는 원인에 대한 탐구로도 이어질 수 있을 것이다. 공력중심에 대해 아직 구체적으로 이해하지 못했기 때문에 추가적인 자료 조사와 탐구를 통해 날개의 단면과 형태에 따라 공력중심의 계산방법은 어떻게 달라지는지 등 수업중 들었던 다른 의문에 대해서도 해결하고 싶다.   Ⅵ. 참고문헌 ●Holger Babinsky, ‘How do wings work?’, in Physics Education · November 2003 ●‘Aerodynamic Center’, google, https://www.flitetest.com/articles/ where-should-an-rc-airplane-center-of-gravity-be, 2023.02.27. ●‘Center of Pressure, Center of Aerodynamic’, NASA Glenn Research Center, https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/ 2023.02.28. ●’Lift’, Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Lift_(force), 2023.03.01 ●항공우주학개론 2장 비행원리, 서울대학교 기계항공공학부 김종암 교수 교육자료, https://ocw.snu.ac.kr/sites/default/files/NOTE/9534.pdf, 2023.03.01 ●최누리, 종이비행기의 항공역학: 활공하는 종이비행기의 구조 안정성과 비행거리, 제 17회 NYSC 우주과학 포럼(2021.03.21.), 2023.02.25   지도 선생님 - 임미선
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    • 탐구보고서
    2023-07-20
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