KR20170020050A - 스마트기기를 이용한 무중력현상 낙하관찰 실험교구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트기기를 이용한 무중력현상 낙하관찰 실험교구에 관한 것으로서, 상부 수조 내부에 장착된 실험 대상물이 가이드 프레임을 따라 하방으로 낙하하는 실험교구를 제작함으로써 피교육자가 무중력 상태에 관한 과학적 원리를 보다 쉽게 이해할 수 있도록 하고, 장치의 구조를 단순화하여 피교육자가 손쉽게 숙지하고 이용할 수 있도록 하며, 제작 비용이 저렴하나, 내구성이 우수하여 교내 실험실 등에 널리 보급될 수 있도록 하는 스마트기기를 이용한 무중력현상 낙하관찰 실험교구에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 지면으로부터 수직 상부로 설치되는 다수개의 가이드 프레임; 가장자리를 따라 일정 간격 이격하여 형성된 관통 구멍에 가이드 프레임을 삽입하여 고정하는 가이드 프레임 지지대; 하부 직경이 좁고 상부 직경이 넓은 형태인 사다리꼴 단면형상을 취하며, 가이드 프레임과 연결하는 가이드 프레임 슬롯에 결합되어 가이드 프레임을 따라 슬라이딩 방식으로 직선운동을 수행하는 상부 수조; 하부 직경이 좁고 상부 직경이 넓은 형태인 사다리꼴 단면형상을 취하며, 상부 수조가 하방으로 낙하하면서 내측에 삽입되면 체적 변화로 인해 많은 공기가 내부에 갖히게 되어 공기 저항에 의하여 상부 수조의 파손을 방지하는 하부 수조; 일측 말단에 슬롯홀이 형성되어 가이드 프레임에 관통설치되고, 상부 수조와 체결부재로 결합되어 가이드 프레임과 상부 수조 간을 연결하는 가이드 프레임 슬롯; 상부 수조의 내주면에 장착되어 낙하되는 실험 대상물의 낙하상황을 촬영하도록 스마트기기를 거치하기 위한 스마트기기 거치대, 상부 수조의 내부에 장착되고, 실험 대상물을 수용하며, 실험 대상물의 낙하상황을 확인하기 위하여 투명용기로 형성되는 실험 용기, 및 내주면에 일정 간격으로 반복 형성되는 요철을 형성하여 나선형 회전 방식으로 실험 용기에 착탈이 가능하도록 하여 실험 대상물을 밀봉하는 밀폐 마개를 포함하고, 상부 수조가 낙하하면서 하부 수조에 삽입될 때 가속에 의한 낙하 충격을 방지할 수 있도록 하는스마트기기를 이용한 무중력현상 낙하관찰 실험교구에 관한 것이다.

Description

스마트기기를 이용한 무중력현상 낙하관찰 실험교구{omitted}

본 발명은 스마트기기를 이용한 무중력현상 낙하관찰 실험교구에 관한 것이다. 보다 상세하게는 상부 수조 내부에 장착된 실험 대상물이 가이드 프레임을 따라 하방으로 낙하하는 실험교구를 제작함으로써 피교육자가 무중력 상태에 관한 과학적 원리를 보다 쉽게 이해할 수 있도록 하고, 장치의 구조를 단순화하여 피교육자가 손쉽게 숙지하고 이용할 수 있도록 하며, 제작 비용이 저렴하나, 내구성이 우수하여 교내 실험실 등에 널리 보급될 수 있도록 하고, 가이드 프레임을 장착함으로써 낙하 가속도를 중력 가속도 값에 근접하도록 하면서도 바닥의 중앙 위치에 상부 수조를 정확히 직선으로 낙하하도록 하고, 외부의 영향을 최소한으로 받도록 하며, 상부 수조 내부에는 실험 대상물의 낙하 현상을 실시간으로 고속촬영하는 스마트기기를 거치하고, 스마트기기와 무선통신으로 연동되는 모니터링 장치를 구비함으로써 스마트기기를 통해 촬영되는 낙하 물체를 실시간으로 관찰할 수 있도록 하고, 하부 수조를 하부판 상면에 배치함으로써 상부 수조가 하강으로 낙하하여 하부 수조 내부에 삽입됨으로써 공기 저항 방식을 통하여 충격을 완화시킬 수 있도록 하며, 상부 수조의 내부 저면에 부착되고, 내주면에 나선형 구조의 요철을 형성하여 회전 방식으로 실험 용기를 탈부착할 수 있도록 관병 마개를 장착함으로써 실험 타깃과 실험 종목에 따라 통일성 있게 장착이 가능하도록 하는 스마트기기를 이용한 무중력현상 낙하관찰 실험교구에 관한 것이다.

일반적으로 무중력이란 지구 중력을 상쇄시켜 알짜 중력을 0으로 만드는 상태로서, 지구 궤도를 도는 인공위성이나 우주선, 자유낙하하는 엘리베이터 내부에서 무게를 갖지 않게 되는 상태를 뜻한다.

지구상에서 무중력과 동일한 상태를 만드는 방법 중 하나는 물체를 자유낙하운동을 시키는 것이다. 자유낙하운동은 물체가 낙하하는 동안 중력 이외에 별도의 힘을 받지 않기 때문에 공기의 저항을 고려하지 않은 경우, 자유낙하하는 물체는 중력에 의한 가속도 운동만을 행하므로 중력가속도 값이 g=9.8m/s²가 되고, 1초에 9.8m/s²씩 물체의 속도가 증가하게 된다. 따라서, 물체가 자유낙하운동 시에는 중력에 의해 낙하하지만, 알짜 힘은 0이 되어 무중력 상태와 동일하게 된다.

이러한 무중력 현상을 이해하기 위해 학생들을 위한 무중력 현상을 실험할 수 있는 실험교구가 일부 고려되고 있으나, 대부분 고가의 장비로서 비용적인 부담이 있거나, 무중력 현상을 정확하게 관찰할 수 없다는 문제점이 있다.

또한, 이와 관련된 선행기술문헌으로서 대한민국 등록실용신안공보 제0456430호(2011.10.25 등록), 무중력 실험장치가 개시되어 있다. 본 고안은 사용자가 직접 작동 체를 자유낙하시켜, 그 작동체를 살펴보면서 무중력 현상을 실험할 수 있도록 하는 것으로서, 본체와, 본체 센터에 수직으로 설치되는 수직 포스트, 내부에 무중력 작동체가 설치되며, 수직 포스트를 따라 수직으로 이동 가능하게 설치되는 실험박스, 본체 상부에 설치된 도르래에 지지되며, 실험박스를 리프팅하도록 설치되는 로프, 본체 내측에 설치되며, 로프가 감기는 권취 휠, 본체 외부에 회전 가능하게 설치되며, 권취 휠을 회전시켜서 로프를 권취하도록 권취 휠과 연결되는 작동 핸들, 실험박스의 위치를 고정하는 실험박스 위치 고정수단, 본체 외측에 설치되며, 실험박스 위치 고정수단의 록킹을 해제하여 실험박스를 자유낙하시키는 해제 버튼, 실험박스 내부에 설치되며, 실험박스의 자유낙하시에 무중력 작동체의 무중력 상태를 촬영하는 무비 카메라, 본체 외측에 설치되며, 무비 카메라에서 촬영한 영상을 디스플레이하는 모니터를 포함하여 이루어진다.

하지만, 상기 선행기술문헌에 장착된 무선카메라의 경우, 촬영한 영상의 화질이 좋지 않아 현상을 선명하게 관찰할 수 없으며, 장치마다 고가의 무선카메라를 장착하여야 하기 때문에 비용적인 부담이 있으며, 무선카메라의 무게로 인해 충분한 중력 가속도 값을 획득할 수 없다는 문제점 또한 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 교내에서 교육자가 피교육자에게 무중력 현상에 관한 과학적 원리에 대한 이해를 돕도록 하기 위하여 복수개의 실험 대상체를 이용하여 무중력 상태에 대한 다양한 실시예를 습득할 수 있도록 하는 실험교구를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 스마트기기를 이용한 무중력현상 낙하관찰 실험교구는 지면으로부터 수직 상부로 설치되는 다수개의 가이드 프레임; 가장자리를 따라 일정 간격 이격하여 형성된 관통 구멍에 가이드 프레임을 삽입하여 고정하는 가이드 프레임 지지대; 하부 직경이 좁고 상부 직경이 넓은 형태인 사다리꼴 단면형상을 취하며, 가이드 프레임과 연결하는 가이드 프레임 슬롯에 결합되어 가이드 프레임을 따라 슬라이딩 방식으로 직선운동을 수행하는 상부 수조; 하부 직경이 좁고 상부 직경이 넓은 형태인 사다리꼴 단면형상을 취하며, 상부 수조가 하방으로 낙하하면서 내측에 삽입되면 체적 변화로 인해 많은 공기가 내부에 갖히게 되어 공기 저항에 의하여 상부 수조의 파손을 방지하는 하부 수조; 일측 말단에 슬롯홀이 형성되어 가이드 프레임에 관통설치되고, 상부 수조와 체결부재로 결합되어 가이드 프레임과 상부 수조 간을 연결하는 가이드 프레임 슬롯; 상부 수조의 내주면에 장착되어 낙하되는 실험 대상물의 낙하상황을 촬영하도록 스마트기기를 거치하기 위한 스마트기기 거치대, 상부 수조의 내부에 장착되고, 실험 대상물을 수용하며, 실험 대상물의 낙하상황을 확인하기 위하여 투명용기로 형성되는 실험 용기, 및 내주면에 일정 간격으로 반복 형성되는 요철을 형성하여 나선형 회전 방식으로 실험 용기에 착탈이 가능하도록 하여 실험 대상물을 밀봉하는 밀폐 마개를 포함하고, 상부 수조가 낙하하면서 하부 수조에 삽입될 때 가속에 의한 낙하 충격을 방지할 수 있도록 한다.

또한, 상부 수조의 내부에 장착되어 상부 수조가 낙하할 때 무중력 상태를 촬영 및 녹화할 수 있는 애플리케이션이 구비된 스마트기기; 및 스마트기기와 무선통신을 이용하여 촬영 및 녹화 영상을 디스플레이하는 모니터링 장치를 더 포함할 수 있다.

또한, 상부 수조의 내부 저면에 부착되고, 내주면에 나선형 구조의 요철을 형성하여 회전 방식으로 실험 용기를 탈부착할 수 있도록 함으로써 실험 타깃과 실험 종목에 따라 통일성 있게 장착이 가능한 관병 마개를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면 상부 수조 내부에 장착된 실험 대상물이 가이드 프레임을 따라 하방으로 낙하하는 실험교구를 제작함으로써 피교육자가 무중력 상태에 관한 과학적 원리를 보다 쉽게 이해할 수 있도록 하고, 장치의 구조를 단순화하여 피교육자가 손쉽게 숙지하고 이용할 수 있도록 하며, 제작 비용이 저렴하나, 내구성이 우수하여 교내 실험실 등에 널리 보급될 수 있도록 하는 데 그 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 가이드 프레임을 장착함으로써 낙하 가속도를 중력 가속도 값에 근접하도록 하면서도 바닥의 중앙 위치에 상부 수조를 정확히 직선으로 낙하하도록 하고, 외부의 영향을 최소한으로 받도록 하는 데 그 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 상부 수조 내부에는 실험 대상물의 낙하 현상을 실시간으로 고속촬영하는 스마트기기를 거치하고, 스마트기기와 무선통신으로 연동되는 모니터링 장치를 구비함으로써 스마트기기를 통해 촬영되는 낙하 물체를 실시간으로 관찰할 수 있도록 하는 데 그 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 하부 수조를 하부판 상면에 배치함으로써 상부 수조가 하강으로 낙하하여 하부 수조 내부에 삽입됨으로써 공기 저항 방식을 통하여 충격을 완화시킬 수 있도록 하는 데 그 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 상부 수조의 내부 하단면에 부착되고, 내주면에 나선형 구조의 요철을 형성하여 회전 방식으로 실험 용기를 탈부착할 수 있도록 관병 마개를 장착함으로써 실험 타깃과 실험 종목에 따라 통일성 있게 장착이 가능하도록 하는 데 그 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트기기를 이용한 무중력현상 낙하관찰 실험교구의 개념도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트기기를 이용한 무중력현상 낙하관찰 실험교구의 가이드 프레임 슬롯과 결합된 상부 수조의 내부를 확대한 분해사시도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트기기를 이용한 무중력현상 낙하관찰 실험교구의 상부 수조가 슬라이딩 방식으로 자유낙하하는 과정을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트기기를 이용한 무중력현상 낙하관찰 실험교구에서 상부 수조가 하부 수조로 자유낙하할 경우, 공기 저항 원리를 이용한 충격 완화 효과를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트기기를 이용한 무중력현상 낙하관찰 실험교구의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트기기를 이용한 무중력현상 낙하관찰 실험교구의 가이드 프레임 슬롯과 결합된 상부 수조의 내부를 확대한 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트기기를 이용한 무중력현상 낙하관찰 실험교구의 상부 수조가 슬라이딩 방식으로 자유낙하하는 과정을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트기기를 이용한 무중력현상 낙하관찰 실험교구에서 상부 수조가 하부 수조로 자유낙하할 경우, 공기 저항 원리를 이용한 충격 완화 효과를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트기기를 이용한 무중력현상 낙하관찰 실험교구는 하부판(10), 가이드 프레임(12), 서브 프레임(13), 가이드 프레임 지지대(14), 가이드 프레임 슬롯(16), 상부 수조(18), 하부 수조(20), 스마트기기 거치대(22), 실험 용기(24), 밀폐마개(26), 관병 마개(28), 스마트기기(30), 및 모니터링 장치(32)를 포함하여 이루어진다.

하부판(10)은 지면과 밀접하여 배치된다.

가이드 프레임(12)은 하부판(10)에 고정되어 수직 상부로 설치된다.

가이드 프레임(12)은 양측 모서리를 따라 각각 하나씩 설치되고, 이송 프레임(18)이 가이드 프레임(12)에 연결되어 슬라이딩 방식으로 하방으로 낙하하도록 한다.

가이드 프레임(12)은 원기둥 형태로 형성되는 것이 바람직하며, 낙하 가속도를 중력 가속도 값에 근접하도록 하면서도 바닥의 중앙 위치에 상부 수조(18)를 정확히 직선으로 낙하하도록 하고, 외부의 영향을 최소한으로 받도록 하기 위함이다.

여기서, 가이드 프레임(12)의 형태를 특정 형태로 한정하는 것은 아니다.

가이드 프레임(12)의 상단부에 장착되어 가이드 프레임(12) 간을 연결하기 위한 서브 프레임(13)이 더 포함될 수 있다.

서브 프레임(13)은 가이드 프레임(12)으로부터 조립 및 분리 가능하도록 형성된다.

가이드 프레임 지지대(14)는 하부판(10)에 고정되고, 모서리에 형성되는 관통 구멍에 가이드 프레임(12)을 삽입함으로써 흔들림을 최소화한다.

가이드 프레임 슬롯(16)은 일측 말단에 슬롯홀이 형성되어 가이드 프레임(12)에 관통설치되고, 상부 수조(18)와 체결부재로 결합되어 가이드 프레임(12)과 상부 수조(18) 간을 연결한다.

가이드 프레임 슬롯(16)은 상부 수조(18)의 둘레와 가이드 프레임(12)이 연결되는 적정 위치에 단일유닛으로 각각 결합될 수도 있으며, 도시된 것과 같이 동일 축 선상으로 연장형성되어 상부 수조(18) 결합될 수도 있다. 여기서, 가이드 프레임 슬롯(16)의 형태를 특정 형태로 한정하는 것은 아니다.

기존에는 충격 완화 방식으로서, 레일, 스프링, 추 등을 이용한 물리적은 방식을 이용함으로써 낙하 대상물을 떨어뜨렸을 시, 낙하 대상물의 파손을 방지하도록 하였다.

본 발명에서는 상부면과 하부면의 직경이 다른 단면이 사다리꼴 형태인 두개의 수조 통을 이용하여 상부 수조가 낙하하면서 하부 수조에 삽입될 때 공기 저항에 의하여 충격을 완화시킬 수 있는 방법을 고안하였다.

도 4를 참조하면, 수조의 형상은 하부면의 직경을 상부면의 직경보다 좁게 형성함으로써 상부 수조가 하부 수조에 낙하하면서 하부 수조에 삽입될 때, 체적 변화로 인해 많은 공기가 내부에 갖히게 되는 데, 이러한 공기 저항 방식을 이용하여 낙하하는 상부 수조의 충격을 완충시킬 수 있도록 한다.

상부 수조(18)는 하부 직경이 좁고 상부 직경이 넓은 형태인 사다리꼴 단면형상을 취하며, 원 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

상부 수조(18)는 가이드 프레임(12)과 연결하는 가이드 프레임 슬롯(16)에 결합되어 가이드 프레임(12)을 따라 슬라이딩 방식으로 직선운동을 수행한다.

상부 수조(18)는 가이드 프레임(12)과 연결하는 가이드 프레임 슬롯(16)에 결합되어 가이드 프레임(12)을 따라 슬라이딩 방식으로 직선운동을 수행한다.

상부 수조(18)의 내부에는 무중력 상황을 실험하기 위한 다양한 실험대상이 수용될 수 있는 실험 용기(24)와, 실험 용기(24)를 촬영하기 위한 스마트기기(30)가 장착되고, 스마트기기(30)를 거치하기 위한 스마트기기 거치대(22)가 더 포함될 수 있다.

하부 수조(20)는 하부 직경이 좁고 상부 직경이 넓은 형태인 사다리꼴 단면형상을 취하며, 원 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

하부 수조(20)는 상부 수조가 하방으로 낙하하면서 내측에 삽입되면 체적 변화로 인해 많은 공기가 내부에 갖히게 되어 공기 저항에 의하여 상부 수조(18)의 파손을 방지한다.

하부 수조(20)는 하부판(10) 상측에 위치하고, 상부 수조(18)가 하방으로 낙하하면서 내측에 삽입되어 결합한다.

하부 수조(20)의 장착이유는 공기저항을 이용하여 상부 수조(18)가 자유낙하 시에 충격에 의하여 상부 수조(18)의 충격에 의한 파손을 방지하도록 하는 데 있다.

상부 수조(18)와 하부 수조(20)는 동일한 크기로 형성되는 것이 바람직하다.

또 다른 실시예로서, 상부 수조(18)가 자유 낙하시에 충격에 의한 파손을 방지하기 위하여 하부 수조(20)를 대신하여 하부판(10)의 상면에 수분 또는 소수성의 오일을 함유한 라텍스를 배치하여 충격을 완충할 수도 있다.

스마트기기 거치대(22)는 상부 수조(18)의 내주면에 장착되어 낙하되는 실험 대상체의 낙하상황을 촬영하도록 스마트기기(30)를 거치한다.

스마트기기 거치대(22)의 위치는 실험 용기(24)의 전체 또는 실험 용기(24) 내부에 부착된 실험 대상체의 낙하상황이 촬영될 수 있는 위치에 배치되는 것이 바람직하다.

실험 용기(24)는 상부 수조(18)의 내부에 장착되고, 실험 대상물을 수용하여 낙하상황을 확인하기 위하여 투명용기로 형성되는 것이 바람직하다.

실험 용기(24)의 내부 공간에는 실험 종류에 따라 임의의 실험 대상체를 수용하고, 밀폐 마개(26)를 이용하여 밀봉한 후 실험을 진행함으로써 과학교과서에 나오는 중력과 관련된 물리주제를 중심으로 무중력 상태에서의 변화를 다양한 상황에 적용하여 관찰할 수 있도록 하는 효과가 있다.

일례로, 생물체의 무중력 상태를 실험하기 위해서는 실험 용기(24)에 실험하고자 하는 생물체(올챙이, 개구리, 금붕어, 초파리 등)를 투입하여 밀폐 마개(26)로 밀봉한다.

또 다른 일례로, 물체의 무중력 상태를 실험하기 위해서는 실험하고자 하는 물체(예:부력 관찰 실험에 사용되는 탁구공)를 투입하고, 필요한 경우, 밀폐 마개(26)의 하단에 연결부재로 연결하여 무중력 실험을 적용할 수 있다.

밀폐 마개(26)는 내주면에 일정 간격으로 반복 형성되는 요철을 포함하여 나선형 회전 방식으로 실험 용기에 착탈이 가능하도록 하여 실험 대상물을 밀봉한다.

밀폐 마개(26)의 일측은 관병 마개(28)과 결합되어 상부 수조(18)에 고정된다. 밀폐 마개(26)는 도 2에 도시된 것과 같이 적어도 하나 이상 장착될 수 있다.

관병 마개(28)는 상부 수조(18)의 내부 저면에 부착되어 실험 용기(24)와 결합되도록 내주면에 반복 형성되는 요철을 포함한다.

실험 타깃이 달라지면 나선형 구조의 관병 마개(28)를 돌려서 실험 용기(24)를 부착하는 회전방식을 이용함으로써 실험 종목이 달라도 실험 타깃만을 변경하여 통일성 있게 장착이 가능하도록 하는 효과가 있다.

스마트기기(30)는 상부 수조(18)의 내부에 장착되어 상부 수조(18)가 낙하할 때 무중력 상태를 촬영 및 녹화할 수 있는 애플리케이션이 구비되어 무중력 상황을 실시간으로 촬영 및 녹화하고 무선통신을 통해 모니터링 장치(32)로 전송한다.

스마트기기(30)로는 태블릿 PC, 스마트폰 등이 가능하다.

기존에 낙하물체를 관찰하기 위해 전용 카메라가 설치되는 것이 일반적이었으나, 전용 카메라는 화질이 좋지 못하며, 장치의 배터리 부피가 커서 촬영에 지장을 주거나, 상부 수조의 낙하운동에 영향을 주었다.

본 발명에서는 실험 대상물을 촬영하기 위하여 현대인의 대다수가 소지하고 있는 스마트기기을 이용함으로써 기존의 전용 카메라에 비해 부피를 줄이고, 무중력 상황을 실시간으로 녹화하여 무선전송 가능하도록 한다.

모니터링 장치(32)는 스마트기기(30)와 무선통신을 이용하여 촬영 및 녹화 영상을 디스플레이한다. 그로 인해 실험과정을 녹화 및 촬영한 결과물을 실시간으로 제공받을 수 있도록 한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 - 하부판 12 - 가이드 프레임
13 - 서브 프레임 14 - 가이드 프레임 지지대
16 - 가이드 프레임 슬롯 18 - 상부 수조
20 - 하부 수조 22 - 스마트기기 거치대
24 - 실험 용기 26 - 밀폐마개
28 - 관병 마개 30 - 스마트기기
32 - 모니터링 장치

Claims (3)

1. 지면으로부터 수직 상부로 설치되는 다수개의 가이드 프레임;
   가장자리를 따라 일정 간격 이격하여 형성된 관통 구멍에 가이드 프레임을 삽입하여 고정하는 가이드 프레임 지지대;
   하부 직경이 좁고 상부 직경이 넓은 형태인 사다리꼴 단면형상을 취하며, 가이드 프레임과 연결하는 가이드 프레임 슬롯에 결합되어 가이드 프레임을 따라 슬라이딩 방식으로 직선운동을 수행하는 상부 수조;
   하부 직경이 좁고 상부 직경이 넓은 형태인 사다리꼴 단면형상을 취하며, 상부 수조가 하방으로 낙하하면서 내측에 삽입되면 체적 변화로 인해 많은 공기가 내부에 갖히게 되어 공기 저항에 의하여 상부 수조의 파손을 방지하는 하부 수조;
   일측 말단에 슬롯홀이 형성되어 가이드 프레임에 관통설치되고, 상부 수조와 체결부재로 결합되어 가이드 프레임과 상부 수조 간을 연결하는 가이드 프레임 슬롯;
   상부 수조의 내주면에 장착되어 낙하되는 실험 대상물의 낙하상황을 촬영하도록 스마트기기를 거치하기 위한 스마트기기 거치대,
   상부 수조의 내부에 장착되고, 실험 대상물을 수용하며, 실험 대상물의 낙하상황을 확인하기 위하여 투명용기로 형성되는 실험 용기, 및
   내주면에 일정 간격으로 반복 형성되는 요철을 형성하여 나선형 회전 방식으로 실험 용기에 착탈이 가능하도록 하여 실험 대상물을 밀봉하는 밀폐 마개
   를 포함하고,
   상부 수조가 낙하하면서 하부 수조에 삽입될 때 가속에 의한 낙하 충격을 방지할 수 있도록 하는 스마트기기를 이용한 무중력현상 낙하관찰 실험교구.
2. 제1항에 있어서,
   상부 수조의 내부에 장착되어 상부 수조가 낙하할 때 무중력 상태를 촬영 및 녹화할 수 있는 애플리케이션이 구비된 스마트기기; 및
   스마트기기와 무선통신을 이용하여 촬영 및 녹화 영상을 디스플레이하는 모니터링 장치
   를 더 포함하는 스마트기기를 이용한 무중력현상 낙하관찰 실험교구.
3. 제1항에 있어서,
   상부 수조의 내부 저면에 부착되고, 내주면에 나선형 구조의 요철을 형성하여 회전 방식으로 실험 용기를 탈부착할 수 있도록 함으로써 실험 타깃과 실험 종목에 따라 통일성 있게 장착이 가능한 관병 마개
   를 더 포함하는 스마트기기를 이용한 무중력현상 낙하관찰 실험교구.

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