학교의 모든 지식. SMwiki
둘러보기로 이동 검색으로 이동





배우는 이유[편집 | 원본 편집]

흥미적

이유

복습) 물체에 힘이 가해지면 어떻게 될까?

복습) 지렛대에서. 어떤 물체를 들 때 지렛대가 길면 더 편하게 힘을 가할 수 있다.

'일'이라는 단어를 평소에 어떻게 사용할까? 과학에서는 어떤 행동을 '일'이라고 할까?

출발질문(마지막까지 학습한 후에 대답해보세요~)[편집 | 원본 편집]

AA.9167431.1.jpg

지레를 이용해 힘을 가할 때 가하는 힘과 물체에 작용하는 힘은 중심점으로부터의 거리와 관련이 있다.

  1. 지레의 받침점으로부터 1m의 거리에 10N의 무게를 가진 물체가 있다. 내가 받침점으로부터 반대쪽으로 2m의 거리에 있다고 할 때 이 물체를 들기 위해선 얼마만큼의 힘이 필요할까?
  2. 앞 문제에서의 10N무게의 물체를 1m 들어올리기 위해선 나는 얼마만큼 움직여야 할까?

지렛대 뿐 아니라 도르레 등에서 무거운 물체를 들어올릴 때 일관적으로 적용되는 법칙이 있다. 그것은 힘*이동거리

직업적

이유

  • 모든 역학, 공학의 기초.
  • 각종 무예, 무술의 기반.(깊게 넣는 펀치, 발차기)
  • 전자기기의 볼트, 와트 등의 기본을 이루는 근본.
학문적

이유

  • 에너지를 이해하는 기초.
너희들은? 이해를 한번에 하기 힘들고, 일상에서 눈에 띄게 보이지 않을거 같아서 안배워도 될거 같다고 생각한다. => 이게 정말 어려운 개념이에요. 눈에 보이지도 않고.. 이해하기도 어렵고.. 근데 전기현상이나 열 등 모든 현상이 일, 에너지와 관련이 깊어서 다른 것들을 배우기 위해 배우는 거라고 생각하면 될 것 같아요~

상식이랄까요

관련된 교과가 많다

배워야한다 이 개념을 알면 더 많은 것을 할 수 있기 때문이다

너무 어려우기 때문에 고등학교 때 이 내용을 이해하기 위해선 지금 미리 공부를 해야한다고 생각한다.

도입[편집 | 원본 편집]

복습[편집 | 원본 편집]


내용 영상
지레
경사면

학습[편집 | 원본 편집]

지레[편집 | 원본 편집]

지레에 대해 배웠을 거에요. 지레는 물체를 드는 데 필요한 힘은 줄어들지만, 이동하는 거리를 길게 만들죠. 그런데, 특이하게도 그 힘과 이동거리를 곱한 값은 어디에서나 유지된다는 사실을 발견한거에요!

[편집 | 원본 편집]

힘*이동거리

실험영상[편집 | 원본 편집]


수업요약[편집 | 원본 편집]

개념 설명
힘*이동거리

단위는 J = N*m ('줄'이라고 읽습니다.)

일을 하지 않는 경우
  1. 힘이 작용하지 않는 경우.
    - 외력이 없는 등속운동.
  2. 이동하지 않는 경우.
    - 물체를 들고 가만히 있을 때.
  3. 힘의 방향으로 이동하지 않은 경우.(이동거리=0과 같다.)
    - 중력이 등속운동하는 물체에 일을 하지 않는다.
    - 원운동.
    => 속력을 변화시키지 못하는 힘.
물체에 일을 한 결과 물체는 속력을 얻게 된다. 이 물체를 멈추기 위해선 같은 양의 일을 해야만 한다.
자주 하는 실수
실수 설명
물건을 들고 서있으면 힘드니까 일을 한 것이다? 놉. 이동거리가 0.


전개질문[편집 | 원본 편집]

  1. 10N의 힘으로 물체를 10m만큼 밀었다. 이때 일의 양은 얼마인가?

도착질문[편집 | 원본 편집]

  1. 빗방울의 무게는 1N이라고 하자. 이 빗방울이 1km 상공에서 공기저항없이 떨어진다면 땅에 도착했을 때까지 빗방울이 받은 일은 얼마나 될까?

학생들의 질문[편집 | 원본 편집]

분류하지 않은 질문[편집 | 원본 편집]

분류 질문 대답
개념 일을 발견한사람은 누굴까요. 굉장히 오랜 시간동안 에너지와 힘, 운동량 개념이 섞여 있다가 '일'이라는 개념이 정립되었지요. 누가 그런 이름을 붙였는진 선생님도 모르겠네요; 조사해오면 세특에 써넣어줄게요!
일의 크기를 구할 때 힘의 크기 X 이동거리 인데 힘의크기는 뉴턴(N)이고 이동거리는 미터(m)인가요? 네, 맞아요.
일이라고 부르는 이유가 뭔가요? 수학적 표현은 이미 이전부터 있었는데, 그 용어를 어떻게 정할지가 문제였을 거에요. 근데, 힘이 클수록, 이동거리가 많을수록 큰 물리량. 일(work)이라는 용어가 딱 어울리지 않나요??
일의 양을 구하는 공식이 있나요? 네, '힘X이동거리' 요.
굳이 일이라고 부르는 특별하 이유가 있나요 힘, 운동량이라는 용어는 이미 사용하고 있고, 힘의 크기와 이동한 거리와 관련이 있으니, 개념에서 가장 적합한 용어는 '일'이 아닐까 싶어요. 좋은 질문이에요. 혹시 '일' 대신 좋은 용어가 있을까요? 제안해준다면 세특에 써넣어줄게요. 혹은, 일이라는 용어가 왜 '일'이 되었는지 조사해 온다면..!
일상생활에 쓰이는 경우가 있나요

일상생활에 쓰일때가 있나요?

일상생활에도 쓰이는 예가 뭐가있나요

일상생활에서 보지 못할 뿐, 항상 쓰이죠. 전자기기의 볼트, 전류, 와트 따위를 이해하기 위한 가장 기본적인 개념이 일이에요~

일상생활에서 쓰이는 일을 말하자면.. 딱밤 때릴 때 가하는 일, 복싱에서의 일(잽보다 스트레이트가 데미지가 더 크게 들어가죠.), 공사장에서 철골을 땅 속에 밖을 때 깊이 계산 등... 엄청나게 쓰여요. 가장 기초.

굳이 없어도 사용할 수 있지만, 수많은 움직임에 대한 설명을 해줍니다.

이렇게 어려운걸 왜 배우나요??? 정말 중요한 개념을 위한 징검다리에요. 전자기기, 기계 등 설계나 개발에서 안쓰이는 경우가 없을 정도로 상식적인 개념이에요.
이렇게 어렵고 복잡한걸 왜 배우는건가요? 정말 궁금합니다. 교육의 가치는 교육받은 사람만이 알죠. 이건 이것 자체로 의미있는 개념이라기보단.. 다른 곳으로 건너가기 위한 도구에요. 복잡하고 어려운 계산을 엄청나게 줄여주거든요. 그런데, 아직 중학교 수준이라 어려운 계산은 안나와서 이것의 가치를 알기 쉽지 않아요.

이렇게 어렵고 복잡한 게 이것보다 더 어렵고 복잡한 개념이나 계산들을 엄청나게 쉽게 만들어줘서.. 현대를 살아가는 사람들이라면 필수적이라고 봐요.

일을 계산할 때 이동거리가 예를 들어 70cm면 힘*0.7인가요? 네. 단위도 써주면 좋겠네요.
일단 문제를 어찌저찌 풀긴 했는데 이해는 가지 않습니다. 이해를 도울만한 자료가 있을까요? 일의 개념은 추상적인 개념이라 이해하기 어려울 수 있어요. 힘이나 속력과 달리, 눈에 보이지 않는, 수학에서 말하자면 '허수'와 같은 개념이라, 일단 사용을 익히고, 그 이해는 나중에 고등학교, 대학교에 가서야 하게 된답니다. '일'이 의미하는 바는 대학교 때까지...새로울거에요. 수준에 따라 그 가치가 다르게 보이거든요.

지금은 '일'이 만들어지는 과정에 대해서 이야기하기에도 학생이 가진 지식이 너무 적어서... 점차 배우게 될테니, 걱정하지 마세요~

나중에 등교수업때 복습하나요? 네, 복습을 합니다. 너무 어려운 개념이거든요.
이동거리가 1이라도 되야 운동을 한거라고 할수있는건가요? 네. 움직이지 않으면 운동했다고 보지 않잖아요?
1000j 의 빗방울을 맞으면 왜안아파요 그거 맞으면 죽어요. 근데, 공기저항때문에 그만큼의 에너지를 가질 수 없게 되는거죠.
지렛대 너무 어려워요 ㅠ 물체랑 거리랑 곱한게 양쪽이 같은게 맞나요? 네, ㅎㅎㅎ 한 일의 양이 같다는 걸 알려주는 게 목표였어요.
J은 무슨 줄임말인가요?

일의 단위는 왜 J인가요

왜 일의 단위를 J(줄)을 쓰나요?

줄이라는 아저씨 이름이요~ 이 사람에 대해 조사해오면 세특에 써줄게요~
일상생활에서 일이 크게 나오는 것은 무엇인가요? 전자기기. 컴퓨터의 경우엔 파워서플라이. 공사장에서,
아주 미세하게 움직여도 일하는 건가요? 네, 힘*이동거리로 계산할 수 있다면요.
비비탄에도 J이란 단위를 쓰던데 지금 배우는거랑 같은 개념인가요? 네.
거리x무게가 일의 양인거죠? 틀린 말은 아닌데... 무게가 아니라 '힘'이라고 하면 더 광범위하게 적용할 수 있지요~
지레의 원리를 이용하는 것들 대표적인 게 영상 속에서 나온 거 말고 더 있나요? 집게나 손톱깎이? 2종, 3종지레라는 분류가 있긴
N,J등의 풀 영어 이름 뉴턴과 줄이요. 성까지 포함한 이름은 검색 ㄱㄱ
힘의크기가 뉴턴(N)인 이유가 뉴턴이라는 사람의 약자인가요? 네, 1학년 때 해서 기억이 잘 안나나요? ㅎㅎ
N을 왜 뉴턴이라고 부르나요 ? 뉴턴을 N이라고 줄인거에요.
단위를 모르겠어요 어떤 단위를요??
빗방울이 1000j이면 우박은 어느정도 되나요? 빗방울과 우박의 무게가 같다면 똑같이 1000J의 에너지를 갖겠죠.
이동거리는 어떻게 구하나요 말 그대로 이동한 거리에요.
시소를 탈때 무거운 친구가 시소를 강하게 타면 반대편에 있는 가벼운 친구가 날라가는데 그건 왜 그러한 것인가요? 무거운 친구가 낙하하는 속도만큼 가벼운 친구가 위로 점프하게 되잖아요?
호기심 지렛대를 누가 만들었나요?

지레대의 원리는 누가 발견하였나요?

지렛대는 누가 만들었죠

너무 간단한 거라 누구라도 그냥 자연스럽게 썼을 법한데... 기록으로는 아르키메데스가 만들었다고 해요~

그가 남긴 '서 있을 곳만 준다면 지구도 들어올릴 수 있다.'는 말은 너무 유명하죠??

도르래를 누가 창시하였나요. 아르키메데스가 만들었다고 해요. 이 도르레 개발의 일화에 대해 조사해온다면 세특에 써넣어줄게요~
물체를 던지는 힘은 어떻게 계산하나요 보통 힘을 받은 물체가 가진 속도를 보고 유추하죠~
네셔널지오그래픽 에서 모라고 치면 선생님이 보여주시는영상이 나오나요? 사이언스 오브 스튜피드?
자유 낙하 운동도 등가속도 운동에 속하나요? 네, 오늘 시간과 어울리는 내용은 아니지만... 가속도가 일정한 등가속도 운동이죠.
다른종류의 지래가 있나요? 2종지레, 3종지레가 있어요~ 고등학교에 가면 배울거에요~
균형을 맟출때 어떻게맞나요? 무게중심을 찾으면 되요.
N은 어떻게 읽나요? 뉴턴이요. 1학년 때 했어요~ 힘 단원 다시 복습하면 알 수 있을거에요~
빗방울이 내려오면서 공기저항으로 힘이 약해져 아프지 않는건가요? 네, 1000J의 일이 우리 몸에 가해져야 하는데, 대부분 공기에 빼앗기죠.
떨어질때의 힘은 중력에 의한 건데 달에서는 줄어드나요? 네~
기타 10n인 돌맹이가 10km를 이동했을 때 일의 양은? 문제를 이렇게 내주셨는데.. 10N 무게의 돌덩이를 수평방향으로 10km 이동한다고 하면... 한 일은 0이에요. 수직방향으로 이동해야 의미가 있지요. 방향에 대한 언급을 해준다면 좋은 문제가 될 것 같아요!
과학은 어려운 과목 인가요? 삶은 어려운가요..? 어때요?
과학중에 실생활에 필요한게 있나요.

실생활 에 관련이 있나요?

네가 쓰는 것들 중에 과학 없이 만들 수 있는 게 어떤 게 있을까...
헛소리 밥드셨나요. 네. 꿀맛.


더 나아가기[편집 | 원본 편집]

교과 내용이 너무 쉬워서 더 공부하고 싶은 사람들은 보세요~

  1. 일의 단위가 되는 줄의 업적, 그가 했던 실험들을 조사해서 선생님께 알려주면 세특에 기입해줄게요~


보기 전에 먼저 생각해보세요~


수업 후, 흥미로운 것[편집 | 원본 편집]

시간이 남을 때에만 보세요~


[편집 | 원본 편집]

지레의 받침점으로부터 1m의 거리에 10N의 무게를 가진 물체가 있다. 내가 받침점으로부터 반대쪽으로 2m의 거리에 있다고 할 때 이 물체를 들기 위해선 얼마만큼의 힘이 필요할까?
답변 선생님코멘트
5N 네, 지레로부터 멀어질수록 물체를 드는 데 필요한 힘이 줄어들죠!
20N 거꾸로 생각한 것 같아요, 내가 받침점으로부터 0.5m 떨어졌을 때 물체를 들기 위해선 20N의 힘이 필요합니다.
20 단위 빼먹으면 앙됨!
앞 문제에서의 10N무게의 물체를 1m 들어올리기 위해선 나는 얼마만큼 움직여야 할까?
답변 선생님코멘트
2m 그쵸. 닮음 관계를 이용해서, 1m 물체를 움직이기 위해선 2m 움직여야 합니다.
들어올리는거니까 0 아닐까요 문제는, 얼마나 지레를 눌러주어야 하는가!
0.5m

4m

어..? 어떻게 계산한거지??
받침점방향으로 1.5m ???어째서??
(나중에 넣자.) 지레를 사용해 해준 일과 지레가 물체를 들어올리기 위해 한 일의 비교.
10N의 힘으로 물체를 10m만큼 밀었다. 이때 일의 양은 얼마인가?
답변 선생님코멘트
100J

힘*이동거리이니 100J

10Nx10m=100J

모범답안.
1J

10J

???어째서??
힘x이동거리니까 100n인거같아요 단위는 J에요~
1, 10, 100 단위를 안써주면 틀려요~
빗방울의 무게는 1N이라고 하자. 이 빗방울이 1km 상공에서 공기저항없이 떨어진다면 땅에 도착했을 때까지 빗방울이 받은 일은 얼마나 될까?
답변 선생님코멘트
1000J

1x(1000m=1km) 1000J

모범답안.
9.8J

1

10

???어째서??
N1km 단위는 N*km로, 줄여서 J이라고 씁니다~

수업 피드백[편집 | 원본 편집]

아... 수평방향으로 물체를 옮길 때도 생각해야 했는데;; 다음번에 추가해 넣자.