소금을 넣은 우블렉을 튜브에 담아 진탕기로 흔들며 전기전도도를 기록했습니다. 진동을 주는 동안 전기전도도가 올라갔고, 진동수의 두 배로 오르내렸으며, 멈추면 잠깐 더 올랐다가 천천히 내려왔습니다.
진동 → 전기전도도 상승
탐구 프로젝트 · 제69회 전국과학전람회 (물리) 우수상
우블렉의 진동과 전기전도도
우블렉의 점도 변화에 따른 전기전도도 변화 측정 실험 장치 제작 및 고찰
전분과 물을 섞은 우블렉은 천천히 누르면 액체처럼 들어가고 세게 치면 고체처럼 굳는 비뉴턴 유체입니다. 이 탐구는 우블렉에 소금을 넣어 전기가 통하게 한 뒤, 진동과 충격을 줄 때 전기전도도가 어떻게 바뀌는지 쟀습니다. 진동을 주면 전기전도도가 올라갔는데, 그 까닭이 전극과 우블렉이 서로 움직였기 때문인지 우블렉이 굳고 풀리며 점도가 바뀌었기 때문인지 가리기 위해 점도만 바꾸는 실험 장치를 직접 만들었고, 점도가 높을수록 전기전도도가 낮아진다는 것을 확인했습니다.
탐구 요약
세 가지 탐구
탐구 1 · 진동흔들면 전기가 더 잘 통한다
탐구 2 · 원인전극과 우블렉의 상대 운동
통의 옆을 추로 쳐서 충격을 주자 전기전도도가 즉각 올랐다가 천천히 내려왔습니다. 충격으로 우블렉이 쏠리며 전극과 우블렉이 서로 움직인 것이 원인 가운데 하나라고 보았습니다.
충격 → 즉각 상승 후 천천히 감소
탐구 3 · 장치 제작점도만 바꾸는 장치를 만들다
상대 운동 없이 점도 변화만의 효과를 보려고, 원판(스핀들)을 돌려 전단 속도를 조절하며 점도를 재는 레오미터에 전기전도도 측정 기능을 더한 장치를 직접 설계해 만들었습니다.
레오미터 + 전기전도도 센서
결론
진동과 충격은 전기전도도를 바꾼다
우블렉에 진동이나 충격을 주면 전기전도도가 올라갑니다. 전극과 우블렉의 상대 운동이 그 원인 가운데 하나였습니다.
점도가 높을수록 전기전도도는 낮다
직접 만든 장치로 점도와 전기전도도가 음의 상관관계를 가진다는 것을 확인했습니다. 전기전도도로 우블렉의 부분별 점도를 읽거나, 비뉴턴 유체 전해질을 쓰는 배터리의 전압 제어와 안정성에 활용할 수 있을 것으로 보았습니다.
자료
PDF · 29쪽
작품설명서
비뉴턴 유체와 우블렉의 상 변화 원리, 전기전도도 센서, 선행 연구, 진동·충격·농도·위치에 따른 전기전도도 변화 실험과 앞으로의 탐구 계획
작품설명서·요약서는 국립중앙과학관 전국과학전람회 통합검색에 공개된 자료입니다(대회 전에 낸 판이라 그 뒤 실험은 차트에 더 있습니다). 국립중앙과학관 게시물 보기 → · 지도교사의 지도논문: 통합검색에서 보기 →
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