33회 울특별시학생과학발명품경진 회

붕 뜨는 빨래를 한

탁 우산

작품번호

출품 부문 생활과학 I

2011. 4. 28.

학 학년/직위 성명

출품 학생 서울난향초 4 방 우 혁

지도 원 서울난향초 사 곽 지 희

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1. 작 동

밖에서 노는 것을 정말 좋아하기 때문에 옷이 많

이 더러워지고 자주 갈아입어야 한다.그런데 겨울에

입는 잠바는 세탁기로는 빨 수 없고 손빨래를 해야

한다고 하시면서 스스로 빨래를 해보라고 하셨고 그

냥 세탁기에 넣으면 되는데 하고 세탁을 하 지만

소매 등 더러워진 부분이 세탁이 되지 않았으며 비

가루가 그냥 묻어나오기도 했다 “왜 그럴까?하고

살펴보니 빨래가 붕 뜨기 때문이었고 좋은 방법이

없을까?”하고 생각하게 되었다.

2. 작품의 원리 및 독창

가. 성력과 마찰력

1)세탁기의 세탁원리

세탁기의 원리는 단순하다.( 으로 뉘어진 드럼세탁기가 아닌 수직형인 통돌이 세탁

기를 로 들면.)처음에 세탁물을 넣은 세탁기 통속에 물을 채우고 세탁기가 한 방향

으로 휘~익 돌면 원주방향으로 물살이 생기게 된다.세탁기내 통 속에 있는 물이 동

한 선을 그리며 성력을 받게 되는 것이다.이 때 반 방향으로 세탁기 통이 휘~익

회 하게 되면 처음 방향으로 돌던 물은 성력 때문에 계속해서 한 방향으로 돌려고

하지만 물속의 빨래는 물보다 가볍기 때문에 쉽게 방향을 바꿔 반 방향으로 돌기를

시작한다.단 량이 더 나가는 물의 성력과 물보다 쉽게 방향을 바꿀 수 있는 물

속 빨래의 마찰이 빨래 속 조직에 있는 때를 씻어 내기 때문에 세탁기의 통은 왼쪽으

로 돌다가 오른쪽으로 돌다가 왼쪽으로 돌다가 오른쪽으로 돌다가...이런 운동을 계

속하면서 빨래와 물과의 마찰이 끊임없이 일어나 때가 빠지게 된다.

나.부력

1)부력이라고 하는 것은 물체가 유체 속으로 들어갔을 때,유체가 물체에 가하는

압력들의 합에 의해 생기는 힘입니다.

를 들어 물속에 물체가 들어가면,물은 물체를 모든 방향에서 수압을 가하게 됩니다.

이 수압은 깊어질수록 커지기 때문에 깊이가 같은 좌우의 수압은 서로 상쇄되어 없어

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집니다.

결국 에서 작용하는 수압과 아래에서 로 작용하는 수압에 의해 부력의 크기가

결정되는 데,아래에서 작용하는 수압이 더 깊은 곳이기 때문에 의 수압보다 크게 된

다.따라서 부력은 아래에서 로 미는 방향으로 나타나게 된다.

부력의 크기가 물체의 종류에 계없이 물체의 부피에만 비례한다는 것을 의미하므

로 ,크기가 같다면 납이든 알루미늄이든 같은 부력이 작용하게 된다.

조 더 정확하게 말한다면,물속에 잠긴 부피가 같을 때 부력은 같게 된다.

"유체 내에 잠긴 물체는 체된 유체의 무게와 같은 크기의 부력을 받는다"

이 말의 의미는 물체가 유체 속에 들어가게 되면,유체는 물체의 부피(물체가 차지

하는 공간)만큼 려나게 된다.이 게 유체속에 들어간 물체에 작용하는 부력은 려

난 유체의 무게와 같은 크기를 갖게 된다.

이때 려나는 유체의 양은 물체의 종류에 계없이 물체의 부피에만 향을 받게

되므로,부력의 크기도 물체의 종류에는 향을 받지 않고 물체가 차지하는 부피에

향을 받게 된다는 것을 말한다.

2)흔히 물에서 뜨는 것과 가라않는 것을 구분하는 것은 물체의 도이다.

에서 부력의 크기는 물체가 유체속에 들어가면서 어낸 물의 무게와 같다고 하

다. 의 3가지 에서와 같이 물체가 가라앉느냐 떠오르느냐는 물체의 도와 유체의

도에 의해서 결정된다.

물체의 도 >유체의 도 :가라앉는다.

물체의 도 =유체의 도 :유체 속 어느 곳에서든지 정지해 있다.

물체의 도 <유체의 도 :떠오른다.

(둘의 도차가 클수록 더 많이 떠오른다 )

물고기의 경우 물속에서 떠오르거나 가라앉기 해서는

자신의 도를 조 해야 하는 데 몸속에 부 라고 하는 공

기주머니가 있다.이 부 를 이용하여 물고기 체의 도를

물의 도보다 크게 만들면 가라앉게 되고,작게 만들면 떠

오르게 된다.

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잠수함도 이와 같은 원리가 이용되는 데,잠수함은 선체

바깥 아래쪽으로 큰 물탱크가 있다.이곳에 공기를 채우면

체 도가 작아져서 떠오르게 되고,이곳에 물을 채우면

체 도가 증가해 잠수하게 된다.

다.빨래가 뜨는 이유

1)요약

세탁기는 단 량이 더 나가는 물의 성력과 물보다

쉽게 방향을 바꿀 수 있는 물속 빨래의 마찰이 있을 경우 빨

래에 안에 포함되어 있는 공기층이 풍선처럼 한곳으로 이동

하게 되는데 이때 단 면 은 크지만 무게가 가벼운 공기가

모이는 쪽이 뜨는 것이다.부력의 원리에 의하여 공기층을

포함한 빨래가 수면 로 올라오게 되는 것이다

2)정리

ㄱ)부력의 크기는 물체가 유체속에 들어가면서 어낸 물의 무게와 같다

ㄴ)세탁기가 좌우로 회 하면서 량이 더 나가는 물의 성력과 물보다 쉽

게 방향을 바꿀 수 있는 물속 빨래와의 마찰력이 빨래 속 조직을 압박한

다.

ㄷ)따라서 ㄴ)의 성력과 마찰력에 의해 한곳으로 모아진 빨래속의 공기층

은ㄱ)의 부력의 크기의 원리에 의하여 빨래와 함께 수면 로 떠오르게

되는 것이다.

라.빨래에 포함된 공기층은 어디로 튈지 마왕도 모른다.

1)빨래에 포함된 공기층은 세탁기가 회 하면서 생긴 마찰력의 이동에 따라 모양

이 변하고

2)빨래를 수면 로 올리게 한 후 물살의 회 에 의하여 흘러 다니기 때문에 부력

을 견딜 수 있는 단단한 재질로 하고

3)특히 수면 로 5cm이상 올라온 빨래는 한 번의 회 으로는 물속에 잘 잠기지

않으므로 틈새로 빠지지 않도록 공간을 잘 구성하여야 한다.

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마.독창성

옷 속에 공기층을 갖는 빨래는 부력 때문에 물속으로 잠기게 하는 것이 매우 어렵다.한

쪽을 르면 다른 한쪽이 올라오고 부 잠기게 하려면 많은 힘이 필요한데 세탁기를 열어

놓고 돌릴 수도 없기 때문에 러주는 장치가 있어야 한다.하지만 평소에는 사용하지 않다

가 필요할 때만 사용하여야 하므로 탈부착이 쉽고 물의 흐름을 방해하지 않는 우산살 구조

를 용하 다.

3. 행연구 조사 결과

가. 작품 자료 검색의 주제어 :

세탁기,빨래,우산살,자동세탁,부력,물 회 ,빨래방법,캡,수 , 치

1)키워드검색

2)확장검색

3)연산자를 활용한 검색을 모두 실시하 음.

나.검색 사이트 :국립 앙과학 ,KIPRIS검색

국립 앙과학 키 리스 등에 조사해 본 결과 본 발명품과 유사한 작품은

없는 것으로 조사되었다.

다.세탁기와 련된 특허는 거의 세탁기 제조회사인 삼성,엘지, 우 등이 출원하

거나 일본,그리고 미국 월풀에서 출원하 지만 비슷한 것은 없었다.

라.빨래 건조 는 많았으나 정작 깨끗하게 빨래하는 방법은 었다.가장 비슷한 것이

라고 생각되는 것은 다음과 같았다.

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<표-1> 특허청 키프리스 선행연구 분석표

행출원내 면 내 및 차 점

[특허실 ] 프 스를 한 빨래방식 동반

동 탁 출원번 : 1020020078557 제특허

류 : D06F15/00 최종처 : 취하 출원 : 본

발명 빨래하는 방식 탁 적당한 힘

돌 가 난 빨래판 판 프 스 식 제

물에 젖 빨래감 드럽게 눌러 돌리거나

주물럭거 빨래를 하며 헹 시에 물 빨

래판 프 스판 내 가 마찬가 방법

헹 어 빨래하는 프 스를 한 빨래방식

동반 동 탁 에 한 것 다

출원결과 : 취하

볶는 것과 같 저

어주는 수동식 빨래방

법 전동 탁 에

사 하는 하는 것

아님

[특허실 ] 펠라 베 펄 터를갖는 탁

출원번 : 1019940008238 제특허 류 :

D06F17/10 최종처 : 등 출원 : 전 주식

사 본 발명 목적 펄 터(1) 저면에 펠라

베 (2) 어져 펄 터(1) 전에 하여 저

수조(6) 벽 타고 상승하는 상승수류를 발생시킬

수 는 탁 를 제공하는 것 다.본 발명에 른

펠라 베 펄 터를 갖는 탁 는 상

면에 반 날개를 다수개 시키고, 그 저면에

펠라 베 (2) 시킨 펄 터(1)를 적어 2개

상 수 (3)가 저수조(6) 하단 에

전가능하게 고정시킴 특징 한다.

출원결과 : 승

폭포 같 물 흐름

얻 한 물 흐름

4. 작 과

[ 1차 작품 작과 ]

가.나의 생각

(1)붕 뜨는 빨래를 어떻게 하면 손으로 르지 않고 물속에 잠기게 할까?

(2)붕 뜨는 빨래는 한쪽을 르면 한쪽이 올라오는데 어떻게 하면 한 번에

모두 를 수 있을까?

(3)붕 뜨는 빨래는 부력이 강한데 어떻게 하면 꼭 를 수 있을까?

(4)손으로 르지 않고 필요할 때만 쓸 수 있는 간단한 방법은 없을까?

나.부모님과 함께 만들기

1)우산살 모양의 빨래 건조 를 이용한 우산살 만들기

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가)우산살 모양의 빨래 건조 는 빨래를 걸어도 꺾이지 않게 만들어져 있어

쉽게 우산살을 만들 수 있다.

나) 라스틱으로 되어있어 가볍고 녹슬지 않아 빨래가 오염되지 않는다.

다)쉽게 구할 수 있다.

라)세탁기 안에서 뚜껑에 걸리지 않도록 가운데 걸이 막 를 자른다.

2)우산살 걸이 만들기

가)우산살 걸이는 우산살이 세탁 에 떨어지거나 뒤집어 지는 것을 방지한다.

나)우산살 걸이는 고무 을 이용한다.

다)우산살 걸이 끝은 벽걸이 고리를 사용한다.

3)빨래 거는 방향과 반 의 곳에 우산살 걸이를 붙인다.

가)빨래 거는 방향과 반 로 하여야 세탁할 때 빨래가 려 올라오는 것을 를

수 있다.

나)우산살 걸이는 이어서 서로 엉키지 않게 열십자로 네 곳만 붙인다.

다)열십자로 붙여도 심이 가까우면 엉키므로 원형 망을 덧 어 서로 닿지 않

게 한다.

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4)발명품 실험

가)우산살이 힌 상태로 세탁기 안에 넣는다.

나)우산살이 세탁기통 윗부분 턱에 걸리도록 펼친다.

다)우산살이 아래로 떨어지거나 세탁 에 뒤집어 지지 않도록 세탁통 윗부분 홈

에 고무 을 늘려 고리를 건다.

[ 2차 작품 작과 ]

가.나의 생각

(1)1차 작품은 빨래가 커서 세탁기에 물을 높게 할 때는 아주 잘 빨렸지만 오리

털 잠바를 달랑 1개만 빨 때는 물을 게 하기 때문에 세탁기 우산 에

서 붕붕 떠 다녔다.

(2)우산을 세탁통 으로 내리면 되는데 그러면 다시 막 기처럼 만들어서 세탁

기 구멍에 넣어야 하지만 세탁기 에는 구멍이 많이 나지 않은 것도 있다.

(3)그러면 우산이 2개가 있으면 되지 않을까?

나.부모님과 함께 만들기

1)커다란 우산을 이용하여 이 우산 만들기

가)정말 멋있는 라솔은 윗부분에 작은 우산이 있고 그 에 큰 우산이 있

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다 이를 이용하기로 하 다

나)야외에서 사용하는 것이기 때문에 튼튼하다.

다)세탁기 크기에 맞추기 하여 우산살을 자른다.

라)아래에 붙일 우산살과 이동이 가능한 우산살 2개를 만든다.

마)우산살이 붕 뜨는 빨래가 올라올 때 꺾이지 않도록 원 을 단다.빨래 거

는 방향과 반 로 하여야 세탁할 때 빨래가 려 올라오는 것을 를 수

있다.

바)원 에 우산살이 끼워지도록 홈을 서 세탁기에 넣고 뺄 때 편하게 하도

록 한다.

라)세탁기 안에서 뚜껑에 걸리지 않도록 가운데 걸이 막 를 자른다.

2)우산살 높이 조 장치 만들기

가)물의 높이에 따라 우산살을 조 할 수 있도록 을 만든다.

나)우산을 피고 을 때 사용하는 손잡이를 이용하여 높낮이 조 후 고정할 수

있게 한다.

다) 에 높이 조 후 고정하기 한 구멍을 뚫는다.

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3)우산살의 길이를 조 하는 장치를 만들어 단다.

가)세탁통의 크기가 다르고 넣고 뺄 때 걸리지 않게 우산살의 길이를 조 할 수

있게 장치를 만든다.

나)안테나처럼 넣었다 뺄 수 있게 우산살을 덮을 수 있는 지름의 을 만든다.

다)크기 조 을 잘 움직일 수 있게 손잡이를 붙인다.

라)크기 조 을 끼운다.

바) 끝부분에 세탁통이 흠이 나지 않도록 고무마개를 낀다.

마)만들어진 부품을 조립하여 세탁기우산을 만든다.

4)발명품 실험

가)세탁물이 많을 경우

(1)상단 우산살만을 사용하므로 상단 우산살을 분리한다.

(2)우산살이 힌 상태로 세탁기 안에 넣는다.

(3)세탁통 크기에 맞게 우산살 크기 조 을 이용하여 조 한다.

(4)우산살이 세탁기통 윗부분 턱에 걸리도록 펼친다.

(5)우산살이 아래로 떨어지거나 세탁 에 뒤집어 지지 않도록 세탁통 윗부분

홈에 고무 을 늘려 고리를 건다.

(6)세탁을 마친 후 세탁기우산을 뒤집어서 꺼내면 자동으로 서 꺼내기 쉽다.

(7)꺼낸 후 진 상태로 세워서 보 한다.

나)세탁물이 은 경우

(1)우산살이 힌 상태로 세탁기 안에 넣는다.

(2)물의 높이에 맞게 아래 우산살 높이를 조 한다.

(3)세탁통의 크기에 맞게 우산살 크기 조 을 이용하여 조 한다.

(4)윗 우산살이 세탁기통 윗부분 턱에 걸리도록 펼친다.

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(5)우산살이 아래로 떨어지거나 세탁 에 뒤집어 지지 않도록 세탁통 윗부분

홈에 고무 을 늘려 고리를 건다.

(6)세탁을 마친 후 세탁기우산을 뒤집어서 꺼내면 자동으로 서 꺼내기 쉽다.

(7)꺼낸 후 진 상태로 세워서 보 한다.

[ 3차 작품 개 과 ]

가.나의 생각

(1)우산살이 물의 흐름에 따라 돌지 않는 구조이다

(2)우산살이 물의 흐름을 방해하거나 빨래가 걸려 있게 되지는 않을까?

(3)그러면 우산살이 물의 흐름에 따라 회 하게 만들면 되지 않을까?

나.부모님과 함께 만들기

1)우선 상단 우산살만 회 하게 만들었다.

가)상단 우산살이 회 할 수 있게 회 축을 단다.

나)회 축은 탈수 등의 고속회 에도 견딜 수 있게 철제 으로 한다.

다)회 축의 길이는 뚜껑을 닫을 때 방해가 되지 않는 크기로 한다.

라)우산살이 회 축 에서 아래로 빠지지 않도록 원 을 끼운다.

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4)발명품 실험

가)세탁물이 우산살에 걸리지 않는지 확인결과

1)우산살이 회 되면 물의 흐름이 좋아져서 붕 뜨는 빨래가 어들 것으로 생

각하 으나

2)오히려 붕 뜬 빨래가 우산살을 고 다니면서 수면 에 계속 떠있게 되었다

나)생각과 실험과의 차이

1)생각에는 우산살이 회 되면 물의 흐름을 원활하게 하게 붕 뜨는 빨래를

어들게 할 것으로 생각하 으나

2)고정된 우산살의 경우 붕 뜬 빨래가 걸려 있더라도 물의 회 에 의하여 을

어내지 못하고 수면 아래로 가라앉는 효과만 없애는 결과가 나왔다.

다)결론

1)빨래는 수면 아래 있을 때 회 이 더 잘되므로

2)빨래를 수면 아래로 보내는 방법이 고정된 우산살로 인한 물의 흐름을 이

는 것보다 더 효과 인 것으로 확인 되어

3)2차 작품의 고정식 방법으로 다시 고쳤다.

5. 작 결과

가.빨래가 물속에 잠김으로 잘 돌아가서 세탁이 잘 되었으며 깨끗하게 되었다.

나.붕 뜨는 빨래 때문에 헹굼을 한 수와 탈수의 횟수를 일 수 있어 물의 양

을 많이 사용하지 않고 꼭 필요한 양만큼 사용하여 물을 약할 수 있었다.

다.빨래와 탈수가 깨끗하게 되어 붕 뜨는 빨래에 세제가 묻어 나오거나 세탁이 안

되는 부분이 없었다.

라.1차 작품에 이어 만든 2차 작품은 세탁기의 크기가 크거나 작거나 빨래의 양이

많거나 거나 계없이 모두 사용할 수 있었다.

마.다만 2차 작품은 구성이 복잡하여 상단의 기능만 활용하다가 필요한 경우만 하

단을 부착하여 사용할 수 있게 분리 가능하게 한 것이 좋았다.

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6. 생님 지도 및 개 할

가.선생님 지도

1)윗부분의 우산살이 무 많다.

2)드럼세탁기에는 쓸 수 없다고 생각했는데 작은 빨래와 큰 빨래 등을 구분할

수 있고 색깔이 진해 겹치면 다른 옷에 물들 수 있는 옷과 구분해서 세탁할

수 있어 오히려 더 많이 사용하게 될 수도 있다고 하셨음.

나.개선 할

1)크기 조 용 의 공간이 있어 오염물질이나 남아 있는 물이 생기지 않도록 막

거나 아주 잘 흐를 수 있게 트이게 하여야 한다.

2)우산살 수를 조 할 수 있게 하거나 거미 처럼 간에 이음 살을 만들어 작지

만 붕 뜨는 빨래도 잘 세탁할 수 있도록 한다.

7. 활용 , 망

가.활용성

1)제 작품을 보고 경험이 많으신 외할머니께서 먼 사용해 보셔야겠다고 하셨다.

많은 사람들이 필요성을 느끼고 있었지만 만들어지거나 비슷한 것이 없다는 확

신을 갖게 되었으며

2)계속 연구해서 실용 으로 잘 만들면 많은 사람들이 사용할 수 있을 것입니다.

나. 망

1)일반 세탁기에서 사용할 수 있게 만들었지만 개선을 하면 드럼세탁기 등 모든

세탁기에서도 사용할 수 있을 것이고

2)붕 뜨는 빨래 때문에 많은 양의 물을 사용하지 않아도 되어 물 부족을 해결하고

3)환경보호가 되는 등 여러 가지로 도움이 되므로

4)빨리 상품화 되어 많은 사람이 쓸 수 있도록 선생님과 함께 쁘고 실용 으로

만들었으면 좋겠다.