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[섭섭박사의 메이커스쿨] 고무줄 총과 코딩 과녁 만들기!

장마 기간이 시작됐어요. 종일 비가 내리자 섭섭박사님은 밖에 나가지 않고도 재밌게 노는 방법을 생각해 봤지요. 그러다 재밌는 사격 놀이가 떠올랐어요. 고무줄 총으로 아이팝콘 기기를 쓰러뜨리면 소리가 나도록 직접 코딩을 하기로 했어요!
 

이번 메이커 스쿨에서는 코딩을 이용해 사격 게임을 만들었어요. 직접 만든 고무줄 총으로 과녁을 쓰러뜨리면 소리가 나도록 했지요. 이 게임을 만들기 위해 ‘아이팝콘’을 이용했어요. ‘아이팝콘’은 미국 메사추세츠공과대학교(MIT) 미디어 랩에서 만든 교육용 프로그래밍 언어 ‘스크래치’를 이용하는 코딩 제품이에요. 아이팝콘은 아이팝콘 기기와 아이팝콘 앱으로 구성돼 있어요. 아이팝콘 기기에는 버튼과 가속도, 기울기, 자기장, 빛의 밝기, 온도, 기압 등을 측정하는 7개의 센서가 들어 있지요. 아이팝콘 기기는 이 센서들이 측정한 정보를 아이팝콘 앱으로 전송해요.

 


아이팝콘 앱에서 이 정보를 이용해 코딩하면 다양한 장난감을 만들 수 있어요. 기압의 변화를 감지하는 기압 센서를 이용하면 방귀 방석을 만들 수 있지요. 아이팝콘 기기 주변의 기압이 높아지면 아이팝콘 앱에서 소리가 나도록 코딩하면 된답니다. 이번 메이커 스쿨에서는 ‘가속도 센서’를 이용해 아이팝콘 기기가 넘어지면 소리가 나게 할 거예요.

미션1. 탄성을 이용하라!

고무줄을 손으로 잡아당겨 늘렸다가 놓으면 다시 원래대로 돌아가요. 외부에서 준 힘 때문에 모양이 바뀐 물체가 힘이 사라지면 원래 모습으로 돌아가는 성질을 ‘탄성’이라고 해요. 고무줄은 탄성이 있어 처음 상태로 돌아가려고 하는 거지요.
탄성 에너지는 작용하는 외부 힘의 크기에 비례해요. 고무줄을 세게 잡아당길수록 고무줄 모양이 많이 변형돼 탄성 에너지가 커진답니다.

 


고무줄 총은 이러한 고무줄의 탄성을 이용해 고무줄을 날려요. 고무줄을 잡아당기면 고무줄에 원래의 모양으로 되돌아가려는 탄성 에너지가 쌓이고 고무줄을 놓으면 탄성 에너지가 운동 에너지로 바뀌어 멀리 날아가지요.

고무줄을 총부리에 건 후 방아쇠 위 고리에 걸어요. 고무줄이 늘어났지요? 그리고 과녁을 조준해 방아쇠를 당기면 고무줄이 발사돼요.

 

미션2. 가속도 센서를 이용하자!

 

이번 메이커 스쿨에서는 고무줄 총으로 과녁을 맞혀 쓰러뜨리면 아이팝콘 앱이 깔린 스마트 기기에서 소리가 나도록 코딩을 했어요. 과녁을 아이팝콘 기기에 붙여 과녁의 움직임을 기기가 알아차리도록 한 거지요. 이때 필요한 센서는 ‘가속도 센서’랍니다. 아이팝콘 기기에 있는 가속도 센서는 갑자기 변하는 속도를 감지해요.


기자단 친구들은 아이팝콘 기기가 잘 넘어지도록 큰 과녁을 붙였어요. 고무줄 총을 쏴 과녁이 뒤로 넘어갈 때 아이팝콘 기기의 가속도 센서는 속도 변화를 감지해 스마트 기기에 정보를 보낸답니다. 아이팝콘 기기가 가만히 있을 때 가속도 값은 ‘1’이에요. 아이팝콘 기기가 넘어질 때 가속도는 1보다 작아지지요.


이 특징을 이용해 기자단 친구들은 아이팝콘 앱에서 스크래치를 실행하고 코딩을 했어요. ‘만약 가속도 <1 라면’이라는 블록을 놓고 여기에 ‘소리를 재생’ 블록을 넣어 넘어지면 소리가 나는 코드를 완성했지요.

 

기자단 친구들은 열심히 고무줄 총을 만들고, 아이팝콘 앱에서 차근차근 명령어를 입력했어요. 아이팝콘 앱에서 스크래치를 실행한 다음 ‘깃발을 클릭했을 때’, ‘무한 반복하기’, ‘만약 가속도 <;1 라면’, ‘총소리 재생하기’, ‘가속도 <;1까지 기다리기’ 순으로 블록을 쌓아 명령을 완성했어요.


그리고 한쪽에 과녁을 세운 뒤 한 명씩 고무줄 총을 쐈어요. 모두 힘을 합쳐 과녁을 쏘기도 했지요. 과녁이 뒤로 넘어갈 때는 스마트 기기에서 총소리가 들렸어요. 제대로 코딩을 했다는 뜻이지요.


수업에 참여한 이도훈 기자는 “평소에 만들기와 코딩을 좋아하고, 스크래치를 이용해 자동차 게임을 만들어 본 적도 있다”면서 “오늘 만든 코딩 과녁 만들기의 원리를 기사로 작성할 것”이라고 말했어요. 이범규 기자는 “수업에 참여하기 전에는 과녁과 아이팝콘이 어떻게 연관되는지
궁금했었는데 가속도를 이용한다는 점이 신기하다”고 말했지요.

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2019년 13호 어린이과학동아  정보

  • 글 및 사진

    박연수 기자
  • 도움

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