모멘텀을 염두에 두고 디자인하기

두 물체의 충돌하는 운동량이 충돌 후에 어떤 일이 일어날지 예측한다는 아이디어를 살펴보겠습니다. 경쟁 프로젝트를 개발할 때 고려해야 할 중요한 요소는 로봇이 가능한 한 빨리 움직이기를 원하기 때문입니다. 또한 게임 중에 조작하고 수집하는 데 유리하도록 로봇에 가능한 한 많은 구성 요소를 내장하고 싶을 것입니다.

운동량은 물체의 운동량이며 움직이는 물체의 질량과 속도에 의해 결정됩니다. 따라서 모든 구성 요소를 갖춘 경쟁 로봇은 무거워도 가능한 한 빨리 움직일 수 있어야 합니다. 그러므로 그 추진력은 매우 높습니다. 이때 필드의 일부나 다른 로봇과 접촉했을 때 어떤 일이 일어나는지 고려해야 합니다.

속도 탐색 활동에서 작성한 표를 다시 살펴보세요. 로봇에 다양한 속도를 설정하고 공에 닿을 때까지 앞으로 구동하여 충돌 중 에너지 전달을 테스트했습니다. 로봇에 설정된 속도가 높을수록 충돌 후에 공이 더 멀리 밀려나는 것이 속도가 낮을 때보다 눈에 띄었을 겁니다. 이는 로봇의 운동량에 따른 명백한 효과입니다. 로봇의 질량은 그대로 유지되었지만 속도가 증가했고, 따라서 운동량도 증가했습니다.

이 테스트에서 고려해야 할 중요한 점은 공이 움직이지 않았다는 것입니다. 로봇이 충돌하기 전까지는 속도, 운동량, 가속도가 모두 0이었습니다. 중요한 점은 그 질량이 로봇의 질량보다 훨씬 가벼울 가능성이 있다는 것입니다. 충돌 후, 가속도와 속도, 운동량이 모두 증가했습니다. 충돌 후 공의 속도는 부분적으로 공의 질량에 따라 달라졌습니다. 가벼운 공은 더 빨리 가속되고 움직입니다. 만약 여러분의 학급이 질량이 더 큰 공을 사용했다면, 볼링공을 상상해보세요. 그 공은 충돌 후 느리게, 그리고 그리 멀리 움직이지 않았을 것입니다.

또한 경쟁을 계획할 때 고려하는 것이 중요한데, 로봇의 추진력이 너무 강하면 필드의 일부, 로봇의 일부 또는 다른 로봇의 일부가 부러질 수 있기 때문입니다. 이전 활동에서 로봇이 빠른 속도를 가지고 있었고, 굴러가지 않는 공과 같은 물체에 부딪혔다고 상상해보세요. 그 물체는 충돌로 인한 충격력(에너지)에 의해 부서졌을 수도 있습니다.