KR200416841Y1 - 학습용 스트로보스코프 - Google Patents

Abstract

본 고안은 학습용 스트로보스코프에 관한 것으로서, 관찰슬릿이 형성된 회전판을, 간단한 구조로 회전수를 조절하면서 회전시킬 수 있도록 하고, 상기 회전판의 관찰슬릿을 통해 회전하는 물체의 상태를 관찰할 수 있도록 함으로써, 초등학생과 같은 어린이들이 잔상효과, 회전하는 물체의 회전수, 진동주기 등을 손쉽게 학습할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 고안의 학습용 스트로보스코프는, 육면체의 지지블록(10)과; 상기 지지블록의 상면 선단부에 고정되는 모터(20)와; 상기 모터의 축(21)에 축공(31)을 통하여 결합되고, 상기 축공을 중심으로 그 양쪽에 관찰슬릿(32)이 형성된 회전판(30)과; 상기 지지블록의 상면 후단부에 고정되고, 양쪽 단자중 어느 하나의 단자가 상기 모터에 접속되는 건전지 홀더(40)와; 상기 건전지 홀더에 착탈가능하게 결합되는 적어도 하나의 건전지(50)와; 그리고, 상기 모터의 회전수를 조절하도록, 단자들중 어느 하나의 단자가 상기 건전지 홀더의 단자들중 상기 모터와 접속되지 않은 쪽 단자에 접속되고, 다른 단자가 상기 모터에 접속되며, 상기 지지블록의 측벽에 고정되는 가변저항기(60);를 포함하여 이루어진다.

스트로보스코프, 잔상효과, 회전판, 슬릿, 회전수, 진동수, 학습

Description

학습용 스트로보스코프{STROBOSCOPE FOR STUDY}

도 1은 본 고안에 따른 학습용 스트로보스코프를 나타내는 사시도이다.

도 2는 본 고안에 따른 학습용 스트로보스코프를 나타내는 정면도이다.

도 3은 도 2의 우측면도이다.

도 4는 본 고안에 따른 학습용 스트로보스코프를 나타내는 분해 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 지지블록, 20 : 모터,

21 : 모터축, 30 : 회전판,

31 : 회전판의 축공, 32 : 관찰슬릿,

40 : 건전지 홀더, 50 : 건전지,

60 : 가변저항기.

본 고안은 학습용 스트로보스코프에 관한 것으로서, 특히 모터, 건전지 및 가변저항기를 지지블록에 지지시키고, 축공을 중심으로 그 양쪽에 관찰슬릿이 형성 된 회전판을 상기 모터의 축에 결합하여, 상기 가변저항기에 의하여 모터 회전수를 조절하면서, 상기 회전판의 관찰슬릿을 통해 회전하는 물체의 상태를 관찰함으로써, 초등학생과 같은 어린이들이 잔상효과, 회전하는 물체의 회전수, 진동주기 등을 손쉽게 학습할 수 있는 학습용 스트로보스코프에 관한 것이다.

잔상효과란 빛의 자극이 제거된 후에도 시각기관에 어떤 흥분상태가 계속되어 시각작용시 잠시 남는 현상을 말하는데, 예컨대 움직이는 것을 본 후에, 정지한 것을 보면, 앞에서 본 것과 반대방향으로 보인다. 이러한 현상을 운동잔상효과라 하는데, 비슷한 예로 비의 흐름을 본 후, 시선을 주위의 정지된 것으로 옮기면 그 면이 비가 떨어지는 반대방향으로 이동하는 것처럼 보인다.

또한, 잔상효과에 의해 정지된 상이 움직이게 보이는 것을 이용하여, 영화는 각 장면의 영상을 영사막에 투영하여 연속하는 동작 변화를 보이게 한다.

예컨대, 영화 속에서 달리는 자동차 바퀴가 갑자기 멈추는 것처럼 보이는 현상이 나타나는 것을 볼 수 있는데, 이러한 현상은 영상프레임과 자동차 바퀴의 움직이는 주기가 일치하여 바퀴가 뒤로 도는 것처럼 보이는 것이다.

회전 혹은 진동하는 여러 가지 물체를 스트로보스코프(Stroboscope)를 이용하여 물체가 정지한 것처럼 보일 때의 회전수, 진동수를 측정할 수 있다. 이러한 스트로보스코프는 빠르게 운동하는 물체의 정지된 위치를 시각화하고 이동 및 회전하는 물체의 속도를 측정할 수 있는 장치로, 그 원리는 물체의 진동(회전)주기와 섬광 주기가 같게 되면, 물체는 정지한 것처럼 보이게 되고, 섬광의 주기를 이용하여 속도를 측정하게 된다.

스트로보스코프의 한 예로, 긴 틈이 나있는 원반이 돌아갈 때, 그 틈새 사이로 물체의 운동을 관찰하여 상이 가장 선명할 때를 진동주기로 잡는 원리를 이용한 것이 있는데, 물체의 주기적인 운동이나 파동을 조사할 때나 빨리 움직이는 물체의 속력을 조사하는 방법으로 일정한 시간간격으로 강한 빛(섬광)을 비추어 눈으로 관찰하거나, 사진으로 기록할 수 있다. 주기적인 운동을 조사할 때, 강한 빛을 주기적으로 비추면, 두 주기가 일치할 때 운동이 정지되어 보인다. 따라서, 스트로보스코프는 회전체의 회전속도를 측정하거나 파동의 속도와 파장을 측정하는데 효과적으로 활용될 수 있으며, 또 다중노출 사진을 찍어 고속으로 운동하는 물체의 시간에 따른 위치변화를 기록하는 데도 쓰일 수 있다.

그런데, 상기한 바와 같은 스트로보스코프의 경우, 고가의 장비로 복잡하게 구성되어 있으므로, 초등학교와 같은 기초교육현장에서 스트로보스코프를 구비하기 어렵고, 이에 따라 스트로보스코프의 원리 등의 개념에 대하여 어린 학생들의 이해를 돕는 실험을 하기 어렵다.

본 고안은 상기한 종래 문제점을 고려하여 이루어진 것으로서, 관찰슬릿이 형성된 회전판을, 간단한 구조로 회전수를 조절하면서 회전시킬 수 있도록 하고, 상기 회전판의 관찰슬릿을 통해 회전하는 물체의 상태를 관찰할 수 있도록 함으로써, 초등학생과 같은 어린이들이 잔상효과, 회전하는 물체의 회전수, 진동주기 등을 손쉽게 학습할 수 있는 학습용 스트로보스코프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 학습용 스트로보스코프는, 육면체의 지지블록과; 상기 지지블록의 상면 선단부에 고정되는 모터와; 상기 모터의 축에 축공을 통하여 결합되고, 상기 축공을 중심으로 그 양쪽에 관찰슬릿이 형성된 회전판과; 상기 지지블록의 상면 후단부에 고정되고, 양쪽 단자중 어느 하나의 단자가 상기 모터에 접속되는 건전지 홀더와; 상기 건전지 홀더에 착탈가능하게 결합되는 적어도 하나의 건전지와; 그리고, 상기 모터의 회전수를 조절하도록, 단자들중 어느 하나의 단자가 상기 건전지 홀더의 단자들중 상기 모터와 접속되지 않은 쪽 단자에 접속되고, 다른 단자가 상기 모터에 접속되며, 상기 지지블록의 측벽에 고정되는 가변저항기;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따르면, 상기 지지블록은 스티로폼으로 형성될 수 있고, 상기 회전판은 우드락(Woodrock)으로 형성될 수 있다.

본 고안의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 고안자가 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1에는 본 고안에 따른 학습용 스트로보스코프가 도시되어 있다.

본 고안에 따른 학습용 스트로보스코프는, 지지블록(10)과, 모터(20)와, 회전판(30)과, 건전지 홀더(40)와, 건전지(50)와, 그리고 가변저항기(60)를 포함하여 이루어진다.

상기 지지블록(10)은 육면체 구조로 이루어진 것으로서, 예컨대 스티로폼으로 형성될 수 있다.

상기 모터(20)는 상기 지지블록(10)의 상면 선단부에 고정되는데, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 지지블록(10)의 상면 선단부에 예컨대, 양면접착테이프(26)를 부착하고, 이 양면접착테이프(26)에 모터(20)의 저면을 부착하여 고정시킬 수 있다. 또한, 절연성과, 상기 양면접착테이프(26)에 대한 부착성 등을 고려하여, 상기 모터(20)의 둘레로 고무호스(25)를 끼운 후, 이 고무호스(25) 부분을 상기 양면접착테이프(26)에 부착하여, 모터(20)를 지지블록(10)에 고정할 수 있다. 또한, 여기서 미도시되었으나, 상기 모터(20)의 고정성을 높이기 위하여, 상기 모터(20)와 함께 그 부분의 지지블록(10)의 전체 둘레로 셀로판테이프 등을 돌려 감아 모터(20)를 견고하게 고정시킬 수 있다.

상기 회전판(30)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 모터(20)의 축(21)에 결합되는 축공(31)을 가진다. 예컨대, 상기 모터축(21)의 선단부에 상기 축공(31)에 삽입되는 수나사부(22)가 형성되면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 축공(31)을 통해 회전판(30)의 앞쪽으로 돌출되는 모터축(21)의 수나사부(22)에 너트를 결합함으로써, 상기 회전판(30)을 고정시킬 수 있고, 이에 따라 모터축(21)이 회전하면 상기 회전판(30)도 함께 회전하게 된다.

또한, 상기 회전판(30)은 상기 축공(31)을 중심으로 그 양쪽에 형성되는 한 쌍의 관찰슬릿(32, 32)을 구비한다. 이 관찰슬릿(32)들은, 모터(20)의 구동으로 회 전판(30)을 회전시킨 상태에서, 다른 회전하는 물체나 진동하는 물체를 관찰하는 용도로 제공된다.

또한, 상기 회전판(30)은 발포시킨 폴리스티렌 수지를 압출, 평판가공 등을 통해 생산한 원단에 다양한 소재를 이형접착한 우드락으로 형성될 수 있고, 미감을 향상시키기 위하여 그 표면에 다양한 색상이 칠해지거나 다양한 도안(미도시)이 그려질 수 있다.

상기 건전지 홀더(40)는 상기 모터(20)에 전원을 공급하기 위한 것으로서, 적어도 하나의 건전지(50)를 착탈가능하게 결합할 수 있도록 이루어지며, 상기 지지블록(10)의 상면 후단부에 고정되고, 상기 모터(20)와 마찬가지로 도 4에 도시된 바와 같이 양면접착테이프(41)에 의하여 고정될 수 있다. 양기 건전지 홀더(40)의 양쪽에는 단자가 각각 설치되며, 이들 단자중 어느 하나의 단자가 상기 모터(20)에 접속된다.

또한, 상기 건전지 홀더(40)에 결합되는 건전지(50)로 1.5V 건전지가 적용될 수 있다.

한편, 상기 가변저항기(60)는 상기 모터(20)의 회전수를 조절하도록 제공된다. 즉, 상기 가변저항기(60)에는 단자들 및 저항을 조절하는 조절노브(61)가 설치되고, 상기 가변저항기(60)중 어느 하나의 단자는 상기 건전지 홀더(40)의 단자들중 모터(20)와 접속되지 않는 쪽 단자에 접속되며, 상기 가변저항기(60)의 다른 단자는 상기 모터(20)에 접속된다. 따라서, 조절노브(61)의 회전에 따라 저항의 크기가 변함에 따라, 모터(20)의 회전수가 조절될 수 있다.

상기 가변저항기(60)는 상기 지지블록(10)의 측벽에 고정되는데, 예컨대 지지블록(10)의 후방 측벽(즉, 회전판(30)이 위치하는 측벽의 반대쪽 측벽)에 고정될 수 있다. 이 가변저항기(60) 역시 양면접착테이프(62)를 이용하여 지지블록(10)에 고정될 수 있다.

다음에, 상기한 바와 같이 구성된 본 고안에 따른 학습용 스트로보스코프의 작용에 대하여 설명한다.

예컨대, 선풍기와 같이 회전하는 회전물체의 회전수를 측정하기 위하여, 회전판(30)이 회전물체를 향하도록 본 고안의 학습용 스트로보스코프를 배치한 상태에서, 조절노브(61)를 조작하여 모터(20)의 회전수를 조절하면서, 관찰슬릿(32)을 통해 회전물체의 상태를 파악한다.

이러한 과정에서, 회전물체가 마치 정지한 것처럼 보일 때가 있는데, 이러한 현상은 회전물체의 회전수와 회전판(30)의 회전수가 동일할 경우를 의미하며, 따라서 회전판(30)의 회전수, 즉 모터(20)의 회전수를 알면 회전물체의 회전수를 간단하게 측정할 수 있다.

그리고, 진동하는 물체의 진동수도 마찬가지의 방법으로 측정할 수 있다.

상기한 바와 같이, 회전 또는 진동하는 물체의 회전수나 진동수를 측정하는 실험을 통하여, 어린 학생들이 스트로보스코프의 개념을 충분히 이해할 수 있고, 잔상효과, 회전하는 물체의 회전수, 진동주기 등의 개념을 손쉽게 학습할 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 고안에 따른 학습용 스트로보스코프에 의하면, 간단한 구조로 이루어져 있어 저렴한 비용으로 쉽게 구비할 수 있고, 회전 또는 진동하는 물체의 회전수나 진동수를 측정하는 실험을 통하여, 어린 학생들이 스트로보스코프의 개념과, 잔상효과, 회전하는 물체의 회전수, 진동주기 등의 개념을 손쉽게 학습할 수 있으므로, 회전운동이나 진동에 대한 학습 효과를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 잔상효과와 관련된 영화 등 관련분야에 대한 이해의 폭을 넓힐 수 있다.

Claims (2)

1. 육면체의 지지블록(10)과;

   상기 지지블록의 상면 선단부에 고정되는 모터(20)와;

   상기 모터의 축(21)에 축공(31)을 통하여 결합되고, 상기 축공을 중심으로 그 양쪽에 관찰슬릿(32)이 형성된 회전판(30)과;

   상기 지지블록의 상면 후단부에 고정되고, 양쪽 단자중 어느 하나의 단자가 상기 모터에 접속되는 건전지 홀더(40)와;

   상기 건전지 홀더에 착탈가능하게 결합되는 적어도 하나의 건전지(50)와; 그리고,

   상기 모터의 회전수를 조절하도록, 단자들중 어느 하나의 단자가 상기 건전지 홀더의 단자들중 상기 모터와 접속되지 않은 쪽 단자에 접속되고, 다른 단자가 상기 모터에 접속되며, 상기 지지블록의 측벽에 고정되는 가변저항기(60);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 학습용 스트로보스코프.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 지지블록(10)은 스티로폼으로 형성되고, 상기 회전판(30)은 우드락(Woodrock)으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 학습용 스트로보스코프.

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