▤ 카프라의 이해 ▤
1. 카프라는 무엇일까요?.
카프라는 0.8×2.4×12Cm의 비구조화된 (unstructured material) 단일한 모양의 나무 적목입니다.
다양한 모형들을 만들어낼 수 있지요.
2. 카프라는 누가 만들었을까요?
네델란드의 건축가 Tom Van der Bruggen에 의해 발명되었답니다.
그는 미술사를 전공한 건축가로서 프랑스 남서부에 있는 옛성채를 복원하기 위해 여러 재료의 체적을 연구하는 과정에서 나무육면체를 사용하게 되었고 건축을 설계하거나 창의적인 표현활동에 적합한 카프라를 만들어 냈답니다. 또한 그는 카프라를 교육적으로 활용할 수 있는 과학적, 수학적 원리를 설명하고 난이도가 다른 여러 모형들을 제공하였지요.
3. 카프라 쌓기의 원리 1
무게중심의 원리는 카프라로 만드는 모든 모형에서 볼 수 있다.
(그림1)에서 보듯 ⑴위에 놓은 ⑵번 카프라는 무게중심점이 (1)을 벗어나게 되면 오른쪽으로 기울어질 것이다.
< 그림 1 >
이때 (그림2)와 같이 ⑶⑷를 놓는다면 전체의 무게중심점은
(2)와 (3) 의 경계선으로 이동하게 될 것이며 (2)는 (4)의 무게에
의해 안정된 상태가 된다.
< 그림 2 > 4. 카프라 쌓기의 원리 2
모형을 보면서 구체적으로 살펴보자.
어떻게 다음 그림과 같은 아름다운 나선형의 계단을 만들 수 있을까?
정역학이 다루는 힘의 균형을 알고 있다면 쉽게 이해할 수 있다.
하나 위에 또 하나를 놓을 때 칠한 부분의
면적이 같다면 두 개의 카프라는 동일한 무게중심점을 가지며 나선형의 계단은 가장 안정된 상태로 쌓아져 올라갈 수 있을 것이다. 만약 동일한 무게중심점을 가지도록 나선형 계단을 계속 쌓을 수 있다면 무한대의 높이로도 쌓을 수 있을 것이다.
5. 카프라 쌓기의 원리 3
그림과 같이 무게중심을 한쪽 방향으로 계속 이동하면서 카프라를 쌓아 갈 수 있다. 어떤 시점에서 카프라가 무너질까? 그림에서 카프라가 무너진다는 것은 맨 밑바닥의 카프라와 바로 그 위의 카프라 경계선(그림의 점 A)에서 기울어지는 것을 의미한다. 그래서 그림의 점 A를 지나는 연직선을 생각해 보자. 카프라를 쌓아가면 무게중심은 점점 오른쪽으로 이동하게 되며, 점 A를 지나는 연직선 a를 기준으로 오른쪽 부분의 무게중심에 작용하는 중력이 연직선 a 의 왼쪽 부분의 무게중심에 작용하는 중력보다 클 때 카프라는 무너지게 된다. 만약 카프라가 무너지기 전에 카프라를 쌓는 방향을 반대방향으로 바꾸면서 지그재그 형태로 쌓아간다면 훨씬 더 높이 쌓을 수 있을 것이다.
6. 카프라 쌓기의 원리 4
힘의 분산으로 볼 수 있는 다음과 같은 구조에서 카프라는 역학의 원리를 잘 대변하고 있다. 원기둥 모양의 탑을 쌓고 한쪽의 카프라를 빼낸다면 과연 어떻게 될까? 빼내도 쓰러지지 않는다면 과연 그 이유는 무엇일까? 만약 16각형의 원형 탑을 쌓는다면 가장 밑바닥에 있는 카프라 판자는 8개가 될 것이며 이때 위에서 내리누르는 가중압력의 1/8만큼만 받는다고 볼 수 있다 따라서 하나를 빼내도 원형 탑은 튼튼하게 서 있을 수가 있는 것이다.
7. 카프라(나무조각) 쌓는 방법
홀수 진행에 기초한 공간의 황금수(1:3, 1:5, 1:15...)개념에 입각하여 쌓기
가. 눕히기 : 높이보다 안정성을 고려한 방법
나. 옆으로 세우기 : 안정성과 높이를 고려한 방법
다. 위로 세우기 : 안정성보다는 높이를 고려한 방법
8. 카프라를 이용한 탑쌓기 기초과정
가. 사각기초를 만들고 그림①과 같이 네 개의 카프 라를 올린다.
나. 같은 방법으로 카프라를 쌓아올리되 가장자리쪽으로 벌리면서 올린다.
다. ④그림 ②그림과 같이 가장자리쪽으로 벌리면서 쌓다보면 8각형에 이르게된다.
라. 그림②, ③, ④의 반대 형태로 좁히면서 쌓는다.
마. 윗부분을 좁히며 쌓다보면 멋있는 그림5와 같은 항아리 형태가 된다.
바. 그림⑥과 같은 또다른 항아리 모양도 만들 수 있 다.
9. 여러 가지 구조물 쌓기
가. 개별활동을 통하여 기초과정 쌓는 방법을 익혀보자.
나. 일정한 개수의 카프라를 이용하여 높이, 안정되게 쌓으려면 어떻게 할까 생각하여 보자.
다. 조별 활동을 통하여 보기에도 좋고 안정한 구조물을 구상하여보고 설계대로 카프라 를 이용하여 구조물을 쌓아 보자.
라. 최초 구상한 카프라 구조물과 모양이 같은지 토의 해 보자.
마. 주변에 충격을 주지 않고 조용히, 쌓여진 구조물을 해체하려면 어떻게 할까 생각해 보자.
10. 지도상의 유의점
가. 기초를 튼튼히 할 것.
나. 무리한 모험을 하지 말 것.
다. 주위를 산만하게 하지 말 것
라. 주위에 위험물을 두지 말 것.