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송민

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최인화

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송민

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수학2, 물리1

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윤리+일사

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물리 힘과운동

수2

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3) 주제선택 이유(동기)

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3) 주제선택 이유(동기)

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기계나 장치 안에서는 공기나 액체가 다양한 곡선 구조를 따라 움직이는데, 이런 구조의 곡률에 따라 흐름의 속도와 압력이 어떻게 변하는지를 어떤 물리 법칙으로 설명할수있는지에 호기심을 느꼈고 나아가 그걸 함수로 나타낼수있다는것에 흥미가 생겨 하게되었다

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3) 주제선택 이유(동기)

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3) 주제선택 이유(동기)

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3) 주제선택 이유(동기)

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3) 주제선택 이유(동기)

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시험 방식이 서술형 평가 중심으로 바뀌면서

객관식 문제만 잘 푸는 것으로는 부족해지고 있어요.

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3) 주제선택 이유(동기)

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3) 주제선택 이유(동기)

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물 위에 떠 있는 건축물인 부유식 건축은 요즘 기후 변화와 도시 문제를 해결할 수 있는 하나의 현실적인 대안으로 주목받고 있고, 실제로 여러 나라에서 이미 활용되고 있다. 해수면이 점점 높아지면서 집이 잠기는 지역이 늘어나고, 도시에는 사람이 너무 많아져서 새로운 공간이 필요한 상황이다. 그래서 바다 위에 도시를 만드는 발상은 단지 신기한 게 아니라, 실현 가능하고 꼭 필요한 기술이라는 생각이 들었다. 이 주제를 통해 부력이랑 밀도 같은 과학 개념, 구조 계산 같은 수학적인 부분, 그리고 도시 문제와 연결되는 사회적 이유까지 같이 살펴볼 수 있을 것 같아 주제로 정하게 되었다.

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4) 1일차 탐구한 내용

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4) 1일차 탐구한 내용

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기계나 장치 안에서는 공기나 액체가 다양한 곡선 구조를 따라 움직인다. 이런 구조의 곡률에 따라 흐름의 속도와 압력이 어떻게 변하는지 가상의 데이터를 통해 모델링해볼려고 한다. 일단 유체의 흐름 과 관련된 개념 중, 특히 베르누이 방정식이 압력과 속도 사이의 관계를 설명해주기 때문에 교과서 또는 인터넷 자료를 사용하여 검색해보고 자료를 이해하며 정리하는중이다

그리고 이 탐구에서 베르누이의 방정식을 알게되고 쓰게되지만 깊이 들어가지않고 개념만 알아가는 식으로 탐구를 진행한다

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4) 1일차 탐구한 내용

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4) 1일차 탐구한 내용

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4) 1일차 탐구한 내용

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4) 1일차 탐구한 내용

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디지털시대의 윤리적 문제점으로 대두되고 있는 것이 무엇인지 알기 위해 정보시간에 배운 다양한 인공지능 기술들을 다양하게 알아보고, 여기서 제기될 수 있는 문제점을 다룬 국어 지문을 활용하여 사고를 확장하고자 노력하였다. 나의 탐구의 방향이 어떻게 진행되는 것이 맞는지에 대해 조언을 줄 수 있는 "빅데이터", "디지털 기술의 길" 등등의 도서를 검색하였으며 이 중에서 "빅데이터"라는 도서를 학교 도서관에서 대출하여 정독하고 내용을 정리하는 중이다.

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4) 1일차 탐구한 내용

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4) 1일차 탐구한 내용

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부유식 건축이 왜 필요한지, 어떤 원리로 물에 뜨는지, 실제로 어디서 어떻게 활용되고 있는지를 조사했다. 먼저 해수면 상승과 도시 과밀화가 심각해지는 상황에서 새로운 주거 공간이 필요하다는 점을 확인했고, 그 대안 중 하나로 부유식 건축물이 떠오르고 있다는 것을 알게 되었다.

실제로 네덜란드, 몰디브, 일본 등에서는 수상 주택이나 수상 학교, 심지어 수상 도시 프로젝트까지 진행 중인 사례가 있었다. 이를 통해 부유식 건축이 더 이상 미래의 상상이 아니라는 것을 알게 되었고, 건축물이 가라앉지 않고 안정적으로 물에 떠 있기 위해서는 부력과 밀도 같은 과학적 개념이 중요하다는 점도 파악했다.

조사한 자료를 바탕으로 앞으로 탐구에 어떤 내용을 포함시켜야 할지 방향을 잡을 수 있었다.
특히 부유식 건축물의 띄는 원리로는 아르키메데스의 원리에 기반한다는 것을 알았고, 실사용사례를 알아보는 계기를 마련했다.

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5) 2일차 탐구한 내용

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5) 2일차 탐구한 내용

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먼저 우리는 가상의 직선,완만,급한 의 구조(덕트, 파이프) 를 만든다. 여기서 압력의 변화량을 알아보자면 직선 구조는 유체 가 곧게 지나가므로 압력 손실이 거의 없다. 완만한 곡선에서는 유체가 약간 휘면서 벽에 부딪히므로, 압력이 조금씩 줄어든다. 급한 곡선에서는 부딪힘이 심해지기 때문에, 압력이 빠르게 줄어든다고 예상할 수 있다. 위치별로 생각해보면, 급한 곡선 구조에서는 시작점에서 끝점까지 압력이 훨씬 더 많이 줄어들것으로 예상한다. 베르누이의 법칙으로 압력이 줄어들면 속도가 증가함으로 속도변화량의 직선<완만< 급한 순서일것이고, 여기서 '곡률' 이라는 개념이 가볍게 나오는데 이것은 휘어짐의정도 를 수치로 나타낸것으로 결국 이것도 속도순서와 같이 직선<완만<급한 일것이다. 이를 통해 구조의 꺾임 정도가 압력 변화에 영향을 준다는 것을 알수있었다.

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5) 2일차 탐구한 내용

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5) 2일차 탐구한 내용

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5) 2일차 탐구한 내용

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5) 2일차 탐구한 내용

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디지털 시대의 윤리를 바르게 정리하고자 시도하는 나의 탐구활동의 근거를 마련하기 위해 쳇GPT뿐만 아니라 현재 통용되고 있는 다양한 어플이나 프로그램들을 활용하고, 여러가지 도구들의 장단점과 윤리적인 문제를 파악하기 위해 노력하였다. 이에 관련 학술자료에 접근하여 현시대적인 문제점들을 인식하게 되었으며 이에 대해 다른 사람들은 어떻게 생각하는지 알아볼 필요성을 실감하여 설문문항을 제작하여 그 링크를 공유하고 결과를 도출하는 작업을 진행하였다.

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5) 2일차 탐구한 내용

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5) 2일차 탐구한 내용

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부유식 건축물이 물 위에 떠 있을 수 있는 이유를 이해하기 위해 아르키메데스의 원리에 대해 알아보았다. 이 원리는 고대 그리스의 수학자 아르키메데스가 발견한 법칙으로, 물체가 액체에 잠기면 그 물체가 밀어낸 액체의 무게만큼 위로 떠오르는 힘, 즉 부력을 받는다는 것이다. 쉽게 말해, 물에 잠긴 물체는 자기 부피만큼의 물을 밀어내는데, 그만큼의 물 무게가 물체를 들어 올려 주는 힘으로 작용한다. 만약 이 부력이 물체의 무게보다 크면 물체는 물 위에 뜨고, 그렇지 않으면 가라앉게 된다. 따라서 무거운 건축 자재라도 충분히 넓고 빈 공간이 많은 구조로 만들어 부피를 크게 하면 부력이 커져서 물에 뜰 수 있다. 이런 원리는 배나 수상 주택, 수상 호텔 등 여러 해양 구조물 설계에 적용되며, 부유식 건축물도 같은 원리를 기반으로 만들어진다.

이에 대한 식으로는 B(부력)=pgv(p는유체의밀도,g는중력가속도,v는유체에잠긴부피이다)

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6) 3일차 탐구한 내용

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6) 3일차 탐구한 내용

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각 곡선에 따른 압력 변화를 알아봤으니 이를 함수로 어떻게 만들수있을지 생각해보았다. 교과서, 인터넷자료 를 찾아보니, 가상의 직선구조(덕트,파이프) 는 거의 일정 비슷하게 압력이 줄어듬으로 일차함수의 구조와 닮았고, 완만한 곡선과 급한 곡선 처럼 곡선 구조에선 유체가 벽에 많이 부딪히기 때문에 압력손실이 더 크고, 이두 곡선은 압력감소가 100 에서 80 으로 급격하게줄고 그뒤로 70,65,63 느낌으로 처음엔 크게 압력이 줄었다가 서서히 느리게 줄어드는 방식이므로 지수함수의 구조와 비슷하다고 볼수있다.

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6) 3일차 탐구한 내용

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6) 3일차 탐구한 내용

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6) 3일차 탐구한 내용

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6) 3일차 탐구한 내용

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어제 도출된 설문의 결과와 다양한 학술 자료를 종합하여 탐구활동을 종합해보는 시간을 가졌다. 디지털기술에서 소외되고 있는 인간의 정체성 문제에 관심을 가지고 이를 정보+국어과목에서 배운 내용들을 확장하여 나의 생각을 정리하는 PPT자료를 제작하고 있는 중이다. 현재 발표자료의 목차와 대략적인 근거가 되는 내용을 조직하였으며 내일 나의 주장을 명확히 할 수 있는 자료를 보완하여 융합적인 사고를 돕는 발표자료를 제작하려 한다.

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6) 3일차 탐구한 내용

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6) 3일차 탐구한 내용

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부유식 건축물은 기후 변화나 도시 공간 부족 문제를 해결하기 위한 대안으로 여러 나라에서 실제로 활용되고 있다.대표적인 사례들을 조사해보았다.

네덜란드: 암스테르담 워터부르트 저택

홍수가 잦은 네덜란드에서는 물 위에 집을 짓는 시도가 활발하다. 암스테르담의 워터부르트에는 부유식 주택들이 실제로 지어져 사람이 살고 있다. 물에 잘 뜨도록 콘크리트로 부력을 만들고, 위에는 가벼운 재료로 집을 지었다.

몰디브: 수상 리조트

몰디브는 해수면 상승 위험이 큰 나라다. 바다 위에 떠 있는 리조트들이 관광객을 끌어들이는 동시에, 환경 변화에 대응하는 건축 방식으로 주목받고 있다.

대한민국: 서울 세빛섬

서울 한강에 떠 있는 세빛섬은 공연장, 전시장, 레스토랑 등이 있는 복합 문화 공간이다. 수면 위에 고정되어 있지만 실제로는 물 위에 떠 있는 구조로, 국내 부유식 건축의 대표적인 사례다.

싱가포르: 부유식 태양광 발전소

국토가 좁은 싱가포르는 저수지 위에 태양광 패널을 띄워 에너지를 생산하고 있다. 물 위 공간을 활용한 친환경 발전소로, 도시형 부유식 구조물의 좋은 예다.

이처럼 부유식 건축물은 나라별 상황에 맞춰 다양하게 적용되고 있으며, 미래 도시의 한 형태로 점점 확대되고 있다.

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3일차의 내용 그대로 각 완만한, 급한 곡선의 지수함수 그래프를 로그 변환하면 In(P) = In(P) - kh → k 이런식으로 변하게되는데 여기서 ln은 로그값이고 원래 p= p제로 × e(–kh)의 형태에서 ln을 씌워준 것이 바로 In(P) = In(P) - kh → k 가되는것이다. 그래프는 그림과 같이 세로축은 압력의 로그 값이고 가로축은 구조 안의 위치 즉 유체가 얼마나 관을 지나왔는지를 말한다. 그래서 로그변환을 하면 곡선이던 그래프가 직선처럼 변하는데 이를 보면 k 즉 압력이 줄어드는 빠르기 인데 점점 그래프의 기울기가 급해지는걸 보아 위부터 직선–완만–급한 의 그래프인걸 알수있다. 결론은 기울기가 급할수록 압력이 빨리 줄어들고 '기울기=압력감소 속도' 라고 볼수 있다.

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어제 도출된 설문의 결과와 다양한 학술 자료를 종합하여 탐구활동을 종합해보는 시간을 가졌다. 디지털기술에서 소외되고 있는 인간의 정체성 문제에 관심을 가지고 이를 정보+국어과목에서 배운 내용들을 확장하여 나의 생각을 정리하는 PPT자료를 제작하고 있는 중이다. 현재 발표자료의 목차와 대략적인 근거가 되는 내용을 조직하였으며 내일 나의 주장을 명확히 할 수 있는 자료를 보완하여 융합적인 사고를 돕는 발표자료를 제작하려 한다.

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이번 탐구를 통해 부유식 건축물이 단순한 아이디어가 아닌, 실제 문제를 해결할 수 있는 현실적인 대안이라는 점을 확인할 수 있었다. 해수면 상승과 도시 과밀 문제에 직면한 여러 나라들이 이미 부유식 건축을 도입하고 있으며, 그 범위도 주택에서 학교, 에너지 시설, 도시 개발까지 다양하다는 점이 인상 깊었다.

무엇보다도 아르키메데스의 원리에 기반한 부력이라는 과학 개념이 건축 구조에 직접적으로 활용된다는 점이 흥미로웠다. 물체가 물에 뜨기 위해서는 단순히 가볍기만 한 것이 아니라, 부피와 밀도, 구조적 안정성까지 고려해야 한다는 것을 배우게 되었다.

이러한 원리를 바탕으로 한 실제 사례들을 조사하면서, 기술적 설계뿐만 아니라 환경과 도시 문제를 함께 고려하는 건축의 역할에 대해서도 다시 생각해보게 되었다. 앞으로는 단순한 건물 설계가 아닌, 기후 변화와 인구 문제를 함께 해결할 수 있는 지속 가능한 건축 방안을 고민하는 것이 중요하다는 결론에 도달했다.

이번 탐구는 건축이 과학, 환경, 사회 문제와 깊게 연결되어 있다는 점을 깨닫게 해주었고, 앞으로도 이런 주제를 더 깊이 있게 탐구해보고 싶다는 생각이 들었다.

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8) 세특에 반영되었으면 하는 내용(500자 미만으로 작성)

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8) 세특에 반영되었으면 하는 내용(500자 미만으로 작성)

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자율적 교육과정 프로젝트에 참여하

여 '' 주제를 선정하고 스스로 핵심 질 문(압력은 관의 구조에따라 어떻게 변할가~, 여러 모양의 관에따라 값이 어떻게 변할가~,이걸 함수 모양으로 나타낼수있을가~)을 만들어 답을 찾는 탐구활동 을 수행함. 이를 위해 베르누이의 원리~ 속도 압력의 관계~ 곡률과 압력의 관계~ 지수함수, 로그 변환~, 등의 핵 심 키워드로 자료를 조사함.조사 및 사례 분석 구부러진 구조에서 유체흐름의 속도,압력변화와 지수로그 함수 ~ 등을 학습함.

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8) 과세특에 반영되었으면 하는 내용(1500바이트 미만으로 작성하기)

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8) 과세특에 반영되었으면 하는 내용(1500바이트 미만으로 작성하기)

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8) 세특에 반영되었으면 하는 내용(500자 미만으로 작성)

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8) 세특에 반영되었으면 하는 내용(500자 미만으로 작성)

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(예시) 자율적 교육과정 프로젝트에 참여하여 '❶’ 주제를 선정하고 스스로 ❹핵심 질문(~, ~, ~)을 만들어 답을 찾는 탐구활동을 수행함. 이를 위해 ❻~,~,~,~, 등의 핵심 키워드로 자료를 조사함. ❼참고도서(~, ~, ~) 책을 읽고, ❽독서활동을 통해~, ❾조사 및 사례 분석~ 등을 학습함. ❿나만의 특색 활동/ 해결 방안으로 ~를 제안함.

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8) 과세특에 반영되었으면 하는 내용(1500바이트 미만으로 작성하기)

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8) 과세특에 반영되었으면 하는 내용(1500바이트 미만으로 작성하기)

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물 위에 떠 있는 건축이라는 주제로 부유식 건축물의 구조적 원리와 환경적 필요성을 과학,수학,지구과학 관점에서 융합적으로 탐구하였다. 과학에서는 아르키메데스의 원리,부력,밀도,힘의 평형 개념을 적용해 구조물이 물에 안정적으로 떠 있을 수 있는 조건을 분석하고, 다양한 재료와 형태에 따른 구조적 안정성을 비교하였다. 수학에서는 함수와 수열 개념을 활용해 구조물의 부피, 하중 분산 등을 수치화하고, 실제 부유식 건축 사례의 데이터를 표와 그래프로 정리하여 통계적 분석을 수행하였다. 지구과학에서는 지구 온난화와 해수면 상승으로 인한 기후 난민과 도시 과밀 문제를 해결할 수 있는 대안으로서 부유식 건축이 가지는 가능성과 지속 가능성에 대해 고찰하였다. 이를 통해 건축공학이 단순한 기술을 넘어 환경 변화에 적응하고 사회적 문제를 해결하는 통합적 학문이라는 점을 체감하였고, 다양한 과목의 지식을 실제 건축 문제 해결에 적용해보며 건축공학 진로에 대한 흥미와 동기를 더욱 확고히 할 수 있었다.

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보고서 제출