(2310213)[물리실험 주제/ 화학, 식품 공학 계열 탐구주제] 물리 개념 연계 탐구실험 4개 실험 장비 과정 포함

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(2310213)[물리실험 주제/ 화학, 식품 공학 계열 탐구주제] 물리 개념 연계 탐구실험 4개 실험 장비 과정 포함 - 베르누이, 점탄성, 형광보드판, 혈흔 패턴 분석)

2023.10.26. 오후 5:48

by 세특구원자 2호

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탐구 주제	물리 개념 연계 탐구실험 4개 실험 장비 과정 포함 - 베르누이, 점탄성, 형광보드판, 혈흔 패턴 분석)
연계과목 or 진로	물리 / 식품공학, 화학 계열

ㅇ 관련 키워드 : 베르누이 법칙, 점탄성, 혈흔

1) 베르누이 법칙 : 1738년 스위스의 물리학자인 베르누이(Daniel Bernoulli)는 그의 저서 <유체역학>에서 유체의 흐름이 빠른 곳의 압력은 유체의 흐름이 느린 곳의 압력보다 작아진다는 이론을 설명하고, 유체의 위치에너지와 운동에너지의 합은 항상 일정하다고 밝힘으로써 ‘베르누이의 정리’를 공식화하였다.

베르누이의 정리는 비행기의 양력이 발생하는 원리를 설명한다. 비행기나 프로펠러 등에 사용되는 날개의 모양을 '에어포일(Airfoil)'이라고 하는데, 양력은 에어포일이 공중에 떠 있기 위해 위쪽으로 작용하는 또 하나의 힘을 말한다. 비행기 날개의 위쪽은 약간 굴곡이 져 있기 때문에 공기의 흐름이 빨라져 압력이 작아지고, 날개 아래쪽은 직선으로 돼 있어 공기의 흐름이 느려 압력이 크다. 따라서 압력이 작은 쪽으로 이끌려 위로 올라가는 힘인 '양력'이 발생하게 된다. 그러나 양력이 생긴다고 해서 무조건 비행기가 뜨는 것은 아니며, 양력이 비행기 중력보다 커야 비행기가 뜰 수 있다. 양력을 발생시키기 위해서는 비행기를 전진시켜야 하는데, 이 힘은 비행기의 프로펠러나 제트엔진이 고온고압의 가스를 분출하면서 공기를 뒤로 밀어낼 때 생겨난다. 비행기는 '작용과 반작용의 원리'에 따라 이때 생기는 반작용의 힘으로 전진하는 것이다.

[네이버 지식백과] 베르누이의 정리 (시사상식사전, pmg 지식엔진연구소)

2) 점탄성 : 물체에 힘을 가했을 때 액체로서의 성질과 고체로서의 성질이 동시에 나타나는 현상을 말하며 모든 물체는 이러한 점탄성을 가지고 있다.

물체에 힘을 가했을 때 탄성변형과 점성을 지닌 흐름이 동시에 나타나는 현상을 말한다. 모든 물체는 이러한 점탄성을 가지고 있다. 일반적으로 액체는 그릇이나 지형에 따라 쉽게 변형되며, 변형을 일으키는 힘(층밀리기힘)에 대해 복원력이 없다(즉 탄성변형을 하지 않는다). 그러나 콜로이드용액이나 진한 고분자 용액의 경우, 점성이 나타나는 동시에 층밀리기힘에 대한 복원력을 가지고 있기 때문에 탄성변형을 일으킨다.

탄성을 가진 보통 고체는 변형의 원인이 된 힘을 제거하면 훅의 법칙에 따라 단시간 내에 원상태로 되돌아가지만, 다결정 물체의 경우에는 원상태로 복원될 때까지 더 많은 시간이 걸린다. 이것은 점성에 의한 흐름과 같은 메커니즘(mechanism) 때문이다.

이와 같은 액체적 특성과 고체적 특성을 모두 갖춘 점탄성 거동의 경우에는 용수철과 대시폿(dashpot:유체저항기)을 결합시킨 역학적 모형으로 표현하는 경우가 많다. 병렬의 결합을 포크트모형(Voigt model), 직렬의 결합을 맥스웰모형이라 한다.

[네이버 지식백과] 점탄성 [viscoelasticity, 粘彈性] (두산백과 두피디아, 두산백과)

3) 혈흔 검사 : 범죄현장 또는 사고현장에 있는 여러 가지 물체 ·흉기 ·의복 등에 묻어 있는 혈흔 또는 혈흔과 유사한 반흔(斑痕)에 대하여 검사하는 일.

① 혈액인지의 여부, ② 혈액이라면 사람의 혈액인지의 여부, ③ 사람의 혈액이라면 그 혈액형의 종류 등을 검사하여야 한다. ①에 관해서는 우선 벤지딘법이나 루미놀법으로 혈흔인지 아닌지의 예비적 시험을 하고, 양성인 것에 대해서 헤모크로모젠 시험법 등을 행한다. ②에 대해서는 헤모글로빈침강소 시험법과 혈청침강소 시험법이 있다. 전자로 할 때는 ①의 후반의 시험을 생략해도 된다. ③의 경우에는 흡수시험이나 그 밖의 특별한 방법을 사용해야 하며, 상세한 분류까지는 시험하기 어렵다. 의복에 묻은 혈흔의 혈액형을 결정할 때에는 착용자에 의한 분비물 ·배설액오염의 영향을 생각해야 한다. 그 밖에 출혈량, 출혈 때의 체위, 혈액의 출소 등의 검사가 있다.

[네이버 지식백과] 혈흔검사 [examination of the blood stains, 血痕檢査] (두산백과 두피디아, 두산백과)