운동을 기록하는 방법 편집하기

<br />

{{15개정 과학 중3}}
==배우는 이유==
{| class="wikitable"
!흥미적
이유
|물체의 빠르기는 어떻게 정량화 할 수 있을까?

===출발질문(마지막까지 학습한 후에 대답해보세요~)===

#어째서 속력은 <code>'시간/이동거리(s/m)'</code>가 아니라 <code>'이동거리/시간(m/s)'</code>으로 정의했을까?

#

#
|-
!직업적
이유
|네비게이션에서 차량의 속도를 측정하는 방법과 연관. 일정 시간간격으로 운전자의 위치를 측정한 후 위치변화를 시간으로 나누는 방법으로 얻어진다.
우주공학에서 우주선의 경로를 예상하기 위해선 현재의 빠르기를 알아야 한다.

야구선수의 구속 등 스포츠에서 다방면으로 활용.
|-
!학문적
이유
|모든 운동을 이해하기 위한 기초. 측정, 기록이다.
|}
==도입==
<youtube>https://www.youtube.com/watch?v=OpjR-js_rKc</youtube><br />
==학습==
<youtube>https://www.youtube.com/watch?v=mflOQ5GaYnE</youtube>
===실험영상===
{| class="wikitable"
!내용
!영상
|-
|시간기록계로 실험하기
|<youtube>https://www.youtube.com/watch?v=wrro1Huaxak</youtube>
|-
|다중노출사진
|<youtube>https://www.youtube.com/watch?v=XZhnlqZ9S-s</youtube>
|}

<br />

==수업요약==

===속력은 어떻게 측정할 수 있을까?===
{| class="wikitable"
|+
!방법
!설명
|-
|시간기록계 이용
|종이테이프의 분석(타점 간격과 속력 변화)
물체의 속력이 빠르면 빠를수록 간격이 넓게 찍힌다.
|-
|다중섬광사진촬영 분석
|운동하는 물체를 한장의 필름에 연속적으로 찍어 운동 상태를 측정.
|}

===속력?===
물체의 빠르기. 이동거리를 시간으로 나누어 구할 수 있다.

단위는 m/s, cm/s, km/h 등이 있다.
<br />
===수업 후, 흥미로운 것===
시간이 남을 때에만 보세요~(없음)

<br />
===전개질문===

#운동을 기록하는 방법엔 어떤 것들이 있을까요?
#한 자동차가 10분동안 12km를 달렸다 이 자동차는 시속 몇 km일 까?(1반 함동진이 낸 문제)
#3초동안 달렸더니 속력이 30cm/s가 나왔다 이동한 거리는 몇cm인가(1반 김동진의 문제)
#600m를 50m/min의 속력으로 완주한다면 총 완주하는데 몇'초'가 걸릴까? (2반 최수민의 문제) 답:720초
#

#

===도착질문===

#일정한 시간간격으로 촬영한 물체 사이의 간격이 커야 속력이 빠르다고 할까, 작아야 속력이 빠르다고 할까?
#시간기록계의 테이프에 찍힌 점 간격은 속력이 빠를수록 어떻게 찍힐까?
#다중섬광장치를 이용한 실험 결과에서 점과 점 사이의 거리가 점점 좁아졌다. 이때 속력은 빨라졌을까 느려졌을까?(4반 박준수의 문제)<br />

#

==학생들의 질문==
{| class="wikitable"
!분류
!질문
!대답
|-
|
|정말 측정계로 잰 속력과 계산한 속력이 같은가요?
|항상 오차는 있겠지만... 계산한 속력이라니..? 무슨 의미지;;?
|-
|
|일정한 시간간격으로 촬영한 물체 사이의 간격이 작으면 어떻게 되나요?
|사진을 찍을 때 물체가 거의 움직이지 않고 있었다는 의미니까,
|-
|개념
|속력과 속도의 차이점이 무엇인가요
|이건 나중에 고등학교에 가면 배워요~ 속력은 빠르기만 나타낸 것이고, 속도는 빠르기와 방향을 함께 나타낸 거에요~
|-
|
|이동거리/시간을 했을땐 속력이 나오는데 변위/시간을 했을땐 무엇을 알 수있을까요?
|변위라는 개념은 고등학교에서 배워요~ '변위/시간'은 방향까지 나타내어 속도가 되지요.
|-
|
|평균속력은 달리기에 해당되나요?
|평균 속력은 그 순간 자체의 속력이 아니라, 속력을 평균낸 거라 생각하면 되요.
예를들어, 10초에 100m를 이동했다면 평균속력은 단순히 전체 이동거리를 전체 시간으로 나누면 되요.
|-
|
|어떻게 인류는 속력이라는 것을 언제부터 알게 되었을까요?
|너무 당연한 개념이라 이곳저곳에서 동시에 알게 되었겠죠. 빠르기를 표현하는 가장 간단한 방법이잖아요?
누가 만들어냈다고 하긴 어려울 듯하고...

선생님이 알기론 아리스토텔레스도 속력에 대해 언급했을 정도로 굉장히 오래된 개념입니다.


정량적인 측정, '이동거리/시간' 이라는 개념은 갈릴레이가 과학을 정량적으로 다루기 시작하면서 나타난 게 아닐까 추측해봅니다. 그 전까지는 초단위로 측정할 수 있는 시계가 없었으니까요.
|-
|
|속력 단위들은 언제 이용되나요
|당연히, 속력을 표현할 때요. 단위가 없으면 얼마나 빠른지 혼동할 수 있잖아요~  m/s 인지, km/s 인지. 단위에 따라 엄청나게 달라지니까요.
|-
|
|속력단위는 일상생활에서 언제 쓰나요.
|어딘가 이동할 때 주로 쓰죠. 여러분이 직접 접할 수 있는 것은.. 게임을 다운받는 속도? 데미지를 넣는 속도 등에서 활용할 수 있겠네요.
|-
|
|여기서 나오는 "운동" 이라는 단어는 사물이나 사람이 움직이는걸 뜻하는건가요?
과학에서 운동은 모에요?
|네. 위치가 바뀌는 모든 것을 운동이라고 표현하죠.
|-
|
|운동은 정확히 어떤 의미인가요? 이동하고 움직이는것만이 운동인가요?
|네, 입자가 위치를 바꾸는 것. 그걸 운동이라고 합니다.
|-
|속력단위
|m/s는 주로 언제 사용하나요?
|주로 거리단위를 미터, 시간단위를 초로 표현했을 때 읽기 쉬우면 사용합니다.
예컨데, 달팽이 같은 경우엔 너무 느려서, 미터보단 cm를 써서 cm/s 를 쓰는 게 좋겠죠.
|-
|
|km/h는 주로 어떨때 사용되나요?
|위 질문과 비슷하네요. 상황에 따라.
|-
|
|단위:m/s, km/h뜻이무엇인가요?
|m/s는 미터(meter)와 초(second)의 단위라는 의미이고,
km/h는 킬로미터(kilometer)와 시간(hour)의 단위라는 의미입니다.
|-
|
|M,km 등등의 풀 단어가 궁금합니다
|미터, 킬로미터에요오~
|-
|속력측정
|드라이기같이 생긴 속도계는 어떤 원리로 속도를 측정하나요?
|스피드건을 말하는 것 같은데, 초음파 같은 걸 쏘았을 때, 음파가 차에 맞으면 차의 속력으로 인해 음파의 파장이 변합니다. 이걸 이용해 측정!(도플러 효과)
|-
|
|운동을 기록하는 방법엔 스톱워치를 제외하고도 또 어떤방법이 있는지가 궁금합니다.
질문입니다, 또다른 운동을 기록하는 기계에는 무엇이있나요? (스피드건제외)

시간을 측정하는방법의 종류
|선생님이 여러분 답에 달아둔 해설 보시면 다양한 측정방법을 안내했어요~
|-
|
|스피드건은 어떤 구조로 이루어져있나요? 어떻게 짧은 시간에 이동거리와 시간을 모두 측정하는 건가요?(예: 작은 스톱워치가 장착되어있다.)
|위 질문의 대답을 보면 될 것 같아요~(도플러 효과)
|-
|
|왜 속력이 빨라지면 물체의 간격이 벌어지나요?
|사진촬영이나 시간기록계는 일정한 시간마다 그 물체의 위치를 기록합니다. 같은 시간동안 더 빠르게 이동했다면 이전 위치와의 간격이 크겠죠.
|-
|
|도구를 사용하지 않고 속력을 젤 수 있나요?
|눈대중으로 얼마나
|-
|
|운동을 기록하는 방법중 가장 간단한 방법은 무엇인가요?
|다중섬광사진 등은 사람이 직접 계산해야 하니까, 귀찮고, 알아서 속력을 알려주는 스피드건이 가장 간단한 방법이 아닐까요?
|-
|
|스피드건은 보통 어디에 사용되나요?
|자동차 과속탐지나, 야구에서 구속을 측정하는 등에 쓰이죠~
|-
|
|굳이 분이나 초단위로 표현하는 이유가 뭔가요
|시간의 단위가 주로 분, 초가 되니까요.
|-
|
|속력=이동거리/시간 이라면, 시간/이동거리를 계산하면 무엇을 구할 수 있나요?
|주로 타임어택을 하는 경기에서 많이 쓰여요. 100m경주나 마라톤, 카트라이더 등 가야 하는 거리가 정해져 있는 종목에서요.
낮으면 낮을 수록 좋은 기록이 되죠.
|-
|
|바람의 속력은 어떻게 측정하나요?
|다양한 방법이 있겠지만, 연기를 피우고, 연기가 바람을 타고 나아가는 것을 관찰해서 측정하면 될 것 같아요!
아니면 유체역학을 이용해서 압력차이를 이용해 측정합니다.(대학 가면 배워요)
|-
|
|어떠한 물체 혹은 생명에 따라 사용하는 단위가 다른가요?
|네, 예컨대 달팽이와 치타의 속력을 같은 단위로 표현하기엔 너무 값의 차이가 커져서 상황에 따라 다르게 표현하죠.

달팽이를 km/h로 표현하면 너무 작은 값이 나와버리니까요.
|-
|기타
|속도와 출력은 똑같나요?
|출력은 모터의 출력을 의미하는건가? 아니면 마력 같은거??
출력은 힘을 의미하고, 속도와는 다른 개념이에요~
|-
|
|인류가 측정해낸 가장 빠른 속도가 궁금해졌어요
|빛의 속도요~!
|-
|
|인간이 측정한것중에 제일 빠른 속력을 가진 것은 무엇인가요??
|빛
|-
|
|지금 존재하는 원소기호가 정확한가요?
|원소기호의 이름은 사람이 붙인 것이기 때문에, 옳고 그름에 대해서 말할 수 없을 것 같은데요?
|-
|
|수학시간에배운거리구하는식,속력구하는식,시간구하는식 좀알려주세요
|1학년 과학시간에 배웠어요~ 다음 3개의 식 중에 하나만 익혀서 응용하면 되요. 보통 '거속시'라고 하죠.
거리 = 시간 * 속력

속력 = 거리/시간

시간 = 거리/속력
|-
|
|정의가 뭔지 이해가 안되요
|'이렇게 하자'고 정한 걸 정의라고 하죠. 대충.
|-
|헛소리
|선생님 잘생기셨습니다
|거짓말하지 마세요.
|-
|
|가위바위보 이기는 법, 여자친구있나요?? 여자친구 만드는법. 선생님 군대갔다오셨어요?
|이딴 거 물어보지 마;;
|-
|
|질문을 왜 꼭써야하나요?
|그럼, 놀거냐?
|-
|
|과학선생님은 무엇을해야 될수있는지
|교육과에 가서 사범자격증을 따고 임용고시를 보면 되요. 혹은 사립학교에 지원하거나.
|}

:#

=더 나아가기=
교과 내용이 너무 쉬워서 더 공부하고 싶은 사람들은 보세요~

#시간기록계 시뮬레이션 https://javalab.org/ticker_timer/
#단위를 변환하는 법.
#:1에 해당하는 값을 곱해준다. 예컨대, 1km/h를 km/s로 표현하고 싶다면 <math>\frac{1km}{h}*\frac{1h}{3600s}=\frac{1km}{3600s}</math> = 1/3600(km/s)로 구할 수 있다.


#
{{접기

|제목=보기 전에 먼저 생각해보세요~

|내용=
|형태=mw-collapsed toccolours}}

=답=
{| class="wikitable"
! colspan="2" |어째서 속력은 <code>시간/이동거리</code>가 아니라 <code>이동거리/시간</code>으로 정의했을까?
|-
!답변
!선생님코멘트
|-
|만약 시간/이동거리로 했다면 속력 단위도 바뀌었을 것이다그래서 이동거리/시간으로 했다

시간x속력=이동거리 에서 양변을 시간으로 나누면 속력=이동거리/시간이 된다.

빠르기에 대한 정보를 얻을수있다.
|질문의 의도를 파악하지 못한 것 같아요~

그쵸 속력의 단위가 바뀌었겠죠. 그런데 왜 '이동거리/시간'으로 정의했는가에 대답은 아닌 것 같네요~

빠르기에 대한 정보를 왜 '시간/이동거리'로 하지 않았을까요?
|-
|공식이라서
과학자들이 계산하다가 발견해서.
|그 공식에 의문을 갖고 생각의 힘을 키워나가는 과정이 과학인 것 같아요. 고민하면서 역량을 키워보세요~
|-
|물체 사이의 시간 간격이 일정하므로 물체가 이동한 거리로 속력을 비교하기 때문에.
|마라톤이나, 100m 경주 같은 경우엔, 이동거리가 일정하고, 시간이 일정하지 않아요.(그래서 이런 경주의 경우엔 '시간/이동거리'를 사용합니다.)
대부분의 사람이 거리가 아닌, 시간단위를 함께 공유하고 있다는 점에서 좋은 접근이에요!
|-
|이동거리/시간이 보기에 더편해서
분수형태가 나오기 쉬워져 보기 불편해서??
|네. 가장 적절한 대답이죠.(허무하죠? ㅎㅎ)
'시간/이동거리'라면 빨라질수록 값이 더 작아지지만, '이동거리/시간'으로 정의하면 빨라질수록 값이 더 커져서 사람의 직관에 맞죠.

그리고, '시간/이동거리'의 경우, 속력이 2배 커져도 보여지는 효과가 미미해요. 이미 큰 속력들 사이에선 그 차이가 별로 보이지 않아요.
|-
! colspan="2" |운동을 기록하는 방법엔 어떤 것들이 있을까요?
|-
!답변
!선생님코멘트
|-
|스톱워치, 시간재기
|스톱워치로 운동을 기록하면 일정 거리를 이동하는 데 필요한 시간을 측정해서 속력을 알 수 있어요.
하지만, 측정구간이 너무 길어서 그 순간의 속력은 알기가 어렵죠.(구간 내에서 빨라지기도, 느려지기도 하잖아요?)
|-
|움직이는 물체를 연속으로 사진 촬영을 한다
|네, 이걸 어려운 말로 다중섬광사진을 찍는다고 하죠~
|-
|
|시간 기록계를 이용  : 종이테이프의 분석(타점 간격과 속력 변화)
다중섬광(노출)사진 촬영 분석  : 운동하는 물체를 한장의 필름에 연속적으로 찍어 운동 상태를 측정

물체에 속력계를 장치하여 측정  : 자동차의 속도계

속도 측정기 이용 : 스피드 건(도플러 효과를 이용하여 속력 측정)
|-
! colspan="2" |일정한 시간간격으로 촬영한 물체 사이의 간격이 커야 속력이 빠르다고 할까, 작아야 속력이 빠르다고 할까?
|-
!답변
!선생님코멘트
|-
|간격이 작아야 빠르다.
| rowspan="2" |10초에 한 번 물체의 위치를 기록한다고 생각해 봅시다.
어떤 물체는 10초마다 사진을 찍을 때 20m 이동하고, 다른 물체는 40m 이동한다고 생각해 봐요.

동시에 두 물체의 사진을 찍는다면, 빠른 물체가 더 멀리 찍혀있겠죠??

즉, 일정시간간격으로 촬영할 때 사이의 간격이 멀어야 더 빠르다고 할 수 있습니다.


사진 찍을 때 격하게 움직이면 잔상이 남잖아요? 잔상이 길면 빠르고, 잔상이 거의 없으면 느린 운동상태라는 걸 생각하면 되요~
|-
|간격이 커야 빠르다.
|-
! colspan="2" |시간기록계의 테이프에 찍힌 점 간격은 속력이 빠를수록 어떻게 찍힐까?
|-
!답변
!선생님코멘트
|-
|
|
|}