먼저 늦게 올려 죄송합니다 ; (조원 : 양은희, 최종범, 박현정, 정승호)
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1. 보온병은 왜 원기둥일까 ?
일단 내가 보온병을 만드는 회사 입장이라고 생각해 봅시다. 내가 보온병 용기를 만들어서 팔아야 해요.
다양한 모양의 용기를 만들 수 있겠지만, 같은 양을 담을 수 있다고 가정했을 때 재료비가 가장 적게 들어야겠죠.
(보온의 기능을 만들어내려면 비용이 만만치 않아요ㅎㅎ)
즉, 겉넓이가 가장 적어야 합니다.
그럼 정삼각형과 정사각형, 그리고 원 모양을 생각해 봅시다.
똑같이 넓이를 100㎤라고 뒀을 때 정삼각형의 둘레는 45.6cm, 정사각형의 둘레는 40cm가 되는 반면
원의 둘레는 약 35.6cm밖에 되지 않습니다.
이제 감이 오시나요? 용기에 들어가는 액체의 양이 같기 때문에 부피 즉, 밑면의 넓이와 높이를 갔다고 가정할 때
각 도형의 겉넓이는 정삼각형 > 정사각형 > 원이 되기 때문에
보온병은 원기둥으로 만들어지는 것입니다.
2. 벌집은 왜 정육각형일까 ?
이번엔 다같이 꿀벌이 되어보아요. (^^;;;;) 여왕벌이 일을 시켜서 할 수 밖에 없어요. 잘해야해요 ㅋㅋ
벌집의 생명은 튼튼과 효율입니다. 적은 재료로도 한 공간에 들어갈 수 있는 꿀의 양이 많아야 하고
외부의 힘에 쉽게 무너지면 안되죠.
일단 벌집을 만들 때 2차원적으로 봤을 때 한 칸을 이어붙였을 때 360도를 채울 수 있어야 합니다.
따라서 한 각이 60도인 정삼각형, 90도의 정사각형, 120도의 정육각형이 후보가 되겠네요.
첫째, 정삼각형은 벌집을 만들었을 때 견고한 편이긴 하나 짓는데 드는 재료에 비해 확보되는 공간이 넓지 않아 비효율적입니다.
둘째, 정사각형은 네 칸을 양 옆에서 조금만 힘이 가해져도 쉽게 무너질 수 있는 구조로 튼튼하지 못합니다.
정육각형은 붙여놓았을 때 서로 많은 변이 맞닿아 있어 구조가 안정적이고 삼각형과 달리
재료에 비해 넓은 공간을 얻을 수 있기 때문에 경제적입니다.
이러한 이유에서 벌집이 정육각형의 구조로 되어 있는 것입니다.
이외에 자연에서 찾을 수 있는 정육각형 구조를 찾아보자면 곤충의 눈, 잠자리의 날개, 눈의 결정 모양 등이 있습니다.