제 53 회서울특별시과학전람회 예선대회작품설명서 본선대회작품설명서 쓰나미의피해를최소화시키는건물과 건물배치에대한탐구 출품번호 S-504 출품분야학생부출품부문지구과학 2012. 5. 14. 학교명학년 ( 직위 ) 성명
- 1 -
그림 1 쓰나미의발생과정 그림 2 실제쓰나미의사진 ρ - 2 -
그림 3 땅을파는모습그림 4 완성된수조의모습 - 3 -
그림 5 삼각기둥그림 6 사각기둥그림 7 원기둥모그림 8 완성된건모양의건물모형모양의건물모형양의건물모형물모형들 그림 9 실험준비가완료된수조의그림 10 쓰나미를발생시키는모습모습 - 4 -
그림 11 삼각기둥건물모형그림 12 사각기둥건물모형그림 13 원기둥건물모형 그림 14 삼각기둥모서리 그림 15 삼각기둥면 그림 16 사각기둥모서리그림 17 사각기둥면 그림 18 사각기둥건물모 형 - 높이 10cm 그림 19 원기둥건물모형 - 높이 10cm 그림 20 사각기둥건물 모형 - 높이 15cm 그림 21 원기둥건물모 형 - 높이 15cm - 5 -
그림 22 사각기둥건 물모형 - 높이 20cm 그림 23 원기둥건물모 형 - 높이 20cm 그림 24 삼각기둥건물모형삼 각배열모서리방향 그림 25 삼각기둥건물모형삼 각배열면방향 그림 26 사각기둥건물모형삼 각배열면방향 그림 27 사각기둥건물모형삼 각배열모서리방향 그림 28 원기둥건물모형일렬배 열 그림 29 원기둥건물모형역삼 각배열 - 6 -
그림 30 수조의모습그림 31 물을채운수조의모습 그림 32 높이 20cm 사 각기둥 그림 33 높이 15cm 사 각기둥 그림 34 높이 10cm 사 각기둥 - 7 -
그림 35 높이 20cm 의삼 각기둥 그림 36 높이 15cm 의삼 각기둥 그림 37 높이 10cm 의삼 각기둥 그림 38 삼각기둥모서리방 향 그림 39 삼각기둥면방향 그림 40 사각기둥면방향그림 41 사각기둥모서리방향 그림 42 사각기둥모서리방향 삼각배열 그림 43 사각기둥면방향삼 각배열 그림 44 삼각기둥모서리방향 삼각배열 - 8 -
그림 45 일본의쓰 나미피해지역 그림 46 피해사진 - 9 -
그림 47 사각기둥모양건물의피 해 1 그림 48 사각기둥모양건물의피 해 2 그림 49 원기둥모양건물의피해 그림 50 원기둥모양건물의 피해 2 그림 51 배열된사각기 둥모양건물의피해 - 10 -
건물의종류 밀려난거리 (cm) 물이지나가는방향 1회 0.3 2회 0.4 3회 0.1(X) 4회 0.2 5회 0.6 6회 0.0(X) 7회 0.6 8회 0.8(X) 9회 0.6 삼각기둥 10회 0.5 삼각기둥의옆면으로물이 11회 0.4 높이 20cm 12회 0.3 흘러간다. 13회 0.4 14회 0.9(X) 15회 0.2 16회 0.4 17회 0.3 18회 0.1(X) 19회 0.6 20회 0.9(X) 평균 0.37 건물의종류 밀려난거리 (cm) 물이지나가는방향 1회 0.8 2회 1.6(X) 3회 1.0 4회 0.9 5회 1.0 6회 1.1 7회 1.2 8회 1.4 9회 0.8(X) 삼각기둥 10회 0.8 삼각기둥의옆면으로물이 11회 0.6(X) 높이 10cm 12회 1.6(X) 흘러간다. 13회 1.4 14회 1.4 15회 0.7(X) 16회 1.2 17회 1.4 18회 1.3 19회 1.5(X) 20회 0.9 평균 1.13-11 -
건물의종류 밀려난거리 (cm) 물이지나가는방향 1회 0.7(X) 2회 0.4(X) 3회 1.4 4회 1.5 5회 1.3 6회 1.8(X) 7회 1.5 8회 1.4 9회 1.7(X) 사각기둥의옆면으로 사각기둥 10회 1.3 흘러가고건물높이의 11회 1.1 높이 20cm 12회 1.4 3분의 1까지파도와 13회 1.4 부딪친다. 14회 1.2 15회 0.6(X) 16회 2.4(X) 17회 1.6 18회 1.3 19회 1.3 20회 1.4 평균 1.29 건물의종류 밀려난거리 (cm) 물이지나가는방향 1회 0.6 2회 0.4 3회 0.8 4회 0.3 5회 0.2(X) 6회 0.6 7회 0.8 8회 0.8 9회 0.9 삼각기둥 10회 1.0(X) 삼각기둥의옆면으로물이 11회 0.8 높이 15cm 12회 0.4 흘러간다. 13회 0.3(X) 14회 0.6 15회 0.3 16회 0.4 17회 0.9(X) 18회 0.2(X) 19회 0.7 20회 1.0(X) 평균 0.6-12 -
건물의종류 밀려난거리 (cm) 물이지나가는방향 1회 1.4 2회 1.3(X) 3회 1.6 4회 1.9 5회 1.5 6회 2.6(X) 7회 1.4 8회 2.2 9회 1.7 사각기둥의옆면으로 사각기둥 10회 2.1 흘러가고건물높이의 11회 2.3(X) 높이 15cm 12회 1.4 2분의 1까지파도와 13회 1.8 부딪친다. 14회 2.2(X) 15회 1.8 16회 1.2(X) 17회 1.6 18회 1.9 19회 2.0 20회 1.3(X) 평균 1.74 건물의종류 밀려난거리 (cm) 물이지나가는방향 1회 2.8 2회 3.1 3회 2.6 4회 2.6 5회 3.2 6회 3.0 7회 2.9 8회 3.2 9회 2.5 사각기둥의옆면으로 사각기둥 10회 2.2(X) 흘러가고건물높이의 11회 2.9 높이 10cm 12회 3.3(X) 3분의 2까지파도와 13회 2.7 부딪친다. 14회 3.7(X) 15회 2.4(X) 16회 2.6 17회 3.0 18회 3.2 19회 2.4(X) 20회 3.3(X) 평균 2.88-13 -
건물의종류 밀려난거리 (cm) 물이지나가는방향 1회 1.4 2회 1.2 3회 0.4(X) 4회 0.8 5회 1.1 6회 1.2 7회 0.7(X) 8회 0.9 9회 1.3 원기둥의옆쪽으로 원기둥 10회 1.2 흘러가고건물높이의 11회 1.0 높이 20cm 12회 1.1 2분의 1까지파도와 13회 1.2 부딪친다. 14회 1.0 15회 0.5(X) 16회 1.4(X) 17회 1.3 18회 1.4(X) 19회 1.2 20회 1.6(X) 평균 1.14 건물의종류 밀려난거리 (cm) 물이지나가는방향 1회 1.3 2회 1.6 3회 1.2 4회 0.9 5회 1.0 6회 1.7(X) 7회 1.9(X) 8호 0.3(X) 9회 0.8 원기둥의옆쪽으로 원기둥 10회 1.1 흘러가고건물높이의 11회 1.1 높이 15cm 12회 0.5(X) 2분의 1까지파도와 13회 1.4 부딪친다. 14회 1.2 15회 1.4 16회 1.7(X) 17회 0.8 18회 1.0 19회 1.5 20회 0.6(X) 평균 1.16-14 -
건물의종류 밀려난거리 (cm) 물이지나가는방향 1회 1.2 2회 1.2 3회 1.2 4회 1.4 5회 0.8(X) 6회 1.6(X) 7회 1.4 8회 1.3 9회 1.3 원기둥의옆면으로 원기둥 10회 1.2 흘러가고건물높이의 11회 0.7(X) 높이 10cm 12회 0.9(X) 4분의 3까지파도와 13회 1.0 부딪친다. 14회 1.5(X) 15회 1.2 16회 1.6(X) 17회 1.4 18회 1.3 19회 1.0 20회 1.0 평균 1.22 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 1.13 0.6 0.37 높이 10cm 높이 15cm 높이 20cm 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 2.88 1.74 1.29 높이 10cm 높이 15cm 높이 20cm 그림 52 삼각기둥건물모형의높이에따라 건물모형이밀려난거리그래프 그림 53 사각기둥건물모형의높이에따라 건물모형이밀려난거리그래프 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 1.22 1.16 1.14 높이 10cm 높이 15cm 높이 20cm 그림 54 원기둥건물모형의높이에따라건 물모형이밀려난거리그래프 - 15 -
건물의종류 밀려난거리 (cm) 지나가는방향 1회 1.0 2회 0.9 3회 0.7(X) 4회 0.8 5회 0.7(X) 6회 0.8 7회 0.9 8회 0.9 9회 0.8 건물의정면과세게삼각기둥 10회 1.0(X) 11회 0.8 부딪치고모형의면 12회 0.8 양옆으로흩어진다. 13회 0.9 14회 1.1(X) 15회 0.9 16회 0.8 17회 0.8 18회 1.0(X) 19회 0.7(X) 20회 0.8 평균 0.85 건물의종류밀려난거리 (cm) 지나가는방향 삼각기둥 모서리 1회 0.6 2회 0.7 3회 0.7 4회 0.6 5 회 0.5(X) 건물의양옆으로 흘러가기만한다. - 16 -
6회 0.8 7회 0.7 8회 0.8 9회 0.6 10회 0.7 11회 0.6 12회 0.8(X) 13회 0.8(X) 14회 0.9(X) 15회 0.7 16회 0.8 17회 0.6(X) 18회 0.7 19회 0.6(X) 20회 0.6 평균 0.67 건물의종류 밀려난거리 (cm) 지나가는방향 1회 1.4(X) 2회 1.4(X) 3회 1.8(X) 4회 1.5 5회 1.6 6회 1.6 7회 1.8 8회 1.8(X) 9회 1.6 건물을양옆으로 사각기둥 10회 1.5 지나가는것과건물의 11회 1.4(X) 면 12회 1.7 앞면과충돌해솟구치는 13회 1.6 것으로나뉘어졌다. 14회 1.6 15회 1.7 16회 1.6 17회 1.7 18회 1.6 19회 1.6 20회 1.8(X) 평균 1.39 건물의종류밀려난거리 (cm) 지나가는방향 1회 1.3 건물의양옆으로 2회 1.4 사각기둥흘러가고건물의벽을 3회 1.2(X) 모서리 4회 1.5(X) 타고물이약간 5회 1.4 올라온다. - 17 -
6회 1.6(X) 7회 1.4 8회 1.3 9회 1.5(X) 10회 1.1(X) 11회 1.2(X) 12회 1.4 13회 1.3 14회 1.3 15회 1.4 16회 1.2 17회 1.5 18회 1.3 19회 1.4 20회 1.5 평균 1.36 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0.67 모서리방향 0.85 면방향 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 1.36 1.39 모서리방향 면방향 그림 55 삼각기둥의방향에따라건물모형이그림 56 사각기둥의방향에따라건물모형이밀려난거리밀려난거리 건물의종류밀려난거리 (cm) 지나가는방향 삼각기둥 ( 삼각배열 면방향 ) 1회 (1.4) (0.7 0.5) 2회 (1.9) (1.1 1.4)(X) 3회 (2.0) (1.3 0.7)(X) 4회 (1.3) (1.1 0.4)(X) 5회 (1.3) (0.7 0.9) 6회 (1.6) (0.8 0.6) 정면의삼각기둥에세게 부딪친파도는세기가 약해진다. - 18 -
7회 (1.2) (0.6 0.6)(X) 8회 (1.4) (0.8 0.7) 9회 (1.5) (0.8 1.0) 10회 (1.8) (1.3 0.8)(X) 11회 (1.6) (0.9 1.2) 12회 (1.6) (0.8 1.1) 13회 (1.6) (0.7 0.9) 14회 (1.7) (0.6 0.7) 15회 (1.5) (0.8 1.0) 16회 (1.4) (0.9 0.7) 17회 (1.5) (1.2 0.8) 18회 (1.2) (0.7 0.8)(X) 19회 (1.3) (0.6 0.6) 20회 (1.5) (1.0 0.9) 평균 (1.49) (0.81 0.83) 건물의종류밀려난거리 (cm) 지나가는방향 삼각기둥 삼각배열 모서리 1회 (0.7) (1.7 1.8) 2회 (0.9) (1.7 2.5)(X) 3회 (1.3) (1.8 2.0) 4회 (1.3) (1.5 1.7) 5회 (1.1) (1.4 1.4)(X) 6회 (0.9) (1.2 1.4)(X) 7회 (1.2) (1.8 2.2)(X) 8회 (1.1) (2.7 2.3)(X) 9회 (1.0) (1.9 1.8) 10회 (0.8) (1.6 1.5) 11회 (1.1) (1.8 2.0) 12회 (1.0) (1.4 1.1)(X) 13회 (0.9) (1.5 2.0) 14회 (1.0) (1.6 2.1) 15회 (1.3) (1.5 1.6) 16회 (1.2) (1.4 1.8) 17회 (0.8) (1.4 1.7) 18회 (1.3) (1.5 1.6) 19회 (1.2) (1.6 1.7) 20회 (0.9) (1.7 1.5) 평균 (1.06) (1.61 1.77) 정면의삼각기둥양옆을 지나간것이뒤에있는 삼각기둥의옆면에 부딪힌다. 건물의종류밀려난거리 (cm) 지나가는방향 사각기둥 ( 삼각배열 면방향 ) 1회 (1.7) (0.7 0.9) 2회 (1.5) (0.8 0.6) 3회 (1.4) (0.7 0.7) 4 회 (1.4) (0.6 0.9) 정면에있는 사각기둥이많이 밀려나고뒤에있는 - 19 -
5회 (1.7) (0.7 0.8) 6회 (1.5) (1.1 0.8) 7회 (1.5) (0.8 0.6) 8회 (1.5) (0.7 0.5) 9회 (1.2) (0.6 0.8)(X) 10회 (1.5) (0.8 1.0) 11회 (1.3) (0.7 0.6)(X) 12회 (1.4) (1.1 0.8) 13회 (1.3) (1.1 0.9)(X) 14회 (1.6) (0.9 0.7) 15회 (1.7) (0.8 0.9) 16회 (1.8) (1.2 0.8)(X) 17회 (1.9) (0.8 0.5)(X) 18회 (1.7) (0.7 0.8)(X) 19회 (1.5) (0.8 1.0) 20회 (1.5) (1.1 0.6) 평균 (1.53) (0.83 0.77) 기둥들은사선방향으로 이동한다. 건물의종류밀려난거리 (cm) 지나가는방향 사각기둥 삼각배열 모서리 1회 (1.2) (0.5 0.8) 2회 (1.1) (0.6 0.5) 3회 (1.0) (0.5 0.7)(X) 4회 (1.2) (0.7 0.8) 5회 (1.3) (0.7 0.6) 6회 (1.1) (0.5 0.6) 7회 (1.0) (0.6 0.6)(X) 8회 (1.2) (0.6 0.5) 9회 (1.3) (0.7 0.6) 10회 (1.6) (0.5 0.8)(X) 11회 (1.5) (0.6 0.7)(X) 12회 (1.4) (0.6 0.8) 13회 (1.2) (0.5 0.7) 14회 (1.3) (0.6 0.7) 15회 (1.3) (0.5 0.5) 16회 (1.3) (0.6 0.5) 17회 (1.1) (0.5 0.7) 18회 (1.4) (0.4 0.6)(X) 19회 (1.0) (0.6 0.5)(X) 20회 (1.2) (0.5 0.4) 평균 (1.23) (0.58 0.62) 사각기둥의양옆을 지나간물이뒤에있는 기둥의옆면에세게 부딪힌다. 건물의종류밀려난거리 (cm) 지나가는방향 원기둥 ( 일렬배열 ) 1회 (0.7 0.9 1.4) 2회 (0.9 1.3 0.7)(X) 3회 (0.9 1.1 1.1) 4회 (1.1 1.7 1.5)(X) 5회 (0.8 1.1 1.2) 6 회 (0.7 1.2 1.6) 단일원기둥건물 실험과비슷한양상이 나타난다. - 20 -
7회 (1.4 1.3 1.2)(X) 8회 (0.8 1.4 1.6) 9회 (1.4 1.5 1.5)(X) 10회 (0.7 1.1 1.2)(X) 11회 (1.3 1.4 1.0) 12회 (1.2 1.1 0.7)(X) 13회 (1.4 1.1 1.3) 14회 (1.2 1.0 1.3) 15회 (0.8 1.3 1.4) 16회 (1.3 1.2 1.0) 17회 (0.9 1.1 1.0) 18회 (1.1 1.3 1.3) 19회 (1.4 1.5 1.4) 20회 (1.3 1.1 1.1) 평균 (0.94 1.19 1.26) 건물의종류밀려난거리 (cm) 지나가는방향 1회 (1.2) (0.6 0.7) 2회 (1.1) (0.5 0.7) 3회 (1.2) (0.6 0.6) 4회 (1.0) (0.6 0.6)(X) 5회 (1.0) (0.6 0.8)(X) 6회 (1.2) (0.7 0.8) 7회 (1.2) (0.6 0.6) 8회 (1.4) (0.7 0.6) 9회 (1.1) (0.6 0.5)(X) 정면의두건물사이로원기둥 10회 (1.2) (0.6 0.4) 11회 (1.3) (0.6 0.6)(X) 지나간파도가뒤의 ( 삼각배열 ) 12회 (1.3) (0.6 0.5) 건물에약하게부딪힌다. 13회 (1.2) (0.5 0.6) 14회 (1.5) (0.6 0.5)(X) 15회 (1.3) (0.6 0.6)(X) 16회 (1.1) (0.5 0.6) 17회 (1.1) (0.5 0.6) 18회 (1.2) (0.6 0.6) 19회 (1.2) (0.5 0.7) 20회 (1.1) (0.6 0.6) 평균 (1.19) (0.59 0.61) 건물의종류밀려난거리 (cm) 지나가는방향 원기둥 ( 역삼각배열 ) 1회 (1.2 1.4) (0) 2회 (1.6 1.7) (0.3)(X) 3회 (1.3 0.5) (0.5)(X) 4회 (1.2 1.0) (0.2)(X) 5 회 (0.8 1.1) (0.4) 정면의두건물사이로 지나간파도가뒤의 건물에약하게부딪힌다. - 21 -
6회 (1.1 1.0) (0.5)(X) 7회 (1.8 1.1) (0.4) 8회 (1.4 1.3) (0.4) 9회 (1.5 1.2) (0.5) 10회 (1.7 1.2) (0.7) 11회 (1.5 1.6) (0.6)(X) 12회 (1.4 1.4) (0.5) 13회 (1.7 1.4) (0.7)(X) 14회 (1.5 1.6) (0.5) 15회 (1.5 1.5) (0.6) 16회 (1.4 1.5) (0.6) 17회 (1.6 1.4) (0.5) 18회 (1.4 1.5) (0.5) 19회 (1.6 1.4) (0.4) 20회 (1.4 1.5) (0.5) 평균 (1.44 1.36) (0.46) - 22 -
- 23 -