자유낙하운동 편집하기

<br />

{{15개정 과학 중3}}
==배우는 이유==
{| class="wikitable"
!흥미적
이유
|이전시간엔 속력이 변하지 않는 운동에 대해 배웠는데, 속력이 변하면 어떻게 될까? 속력의 변화는 어떻게 표현할까?
무거운 물체와 가벼운 물체. 높은 곳에서 던지면 어떤 게 먼저 떨어질까?

===출발질문(마지막까지 학습한 후에 대답해보세요~)===

#무거운 물체와 가벼운 물체. 높은 곳에서 던지면 어떤 게 먼저 떨어질까?

#

#
|-
!직업적
이유
|
*물체의 속도와 그 물체에 가해지는 가속도를 알면 일정한 시간 후의 위치를 예상할 수 있다.
*자유낙하하는 물체의 운동을 분석할 수 있다.
*행성 뒤에 가려진, 중력의 영향을 받는 우주선의 위치를 예측하는 등 운동하는 물체의 예상위치를 알아낼 수 있다.
|-
!학문적
이유
|모든 물체는 한 자리에 있지 않는다. 추진력이나 마찰력을 받아 속도가 커지거나 줄어든다. 이런 속도의 변화를 가속도라고 하는데, 자유낙하운동은 가속도가 일정한, 가장 간단한 가속 운동이다.
이후의 모든 가속운동을 다루기 위한 기초이다.
|-
!너희들은?
|공기저항이 있을 때 를 배우기 위해서는 없을 때 부터 배워야 한다고 생각한다.(헐... 어떻게 이런 발상을;;;?!)

우주 관련된 직업 요런쪽은 배우면 좋을것 같다. -> 우주 쪽 뿐만 아니라, 공학 관련 계열이라면 상식.

앞으로 배워나갈 내용에 있어서 필수적인 것은 물론 이러한 내용을 많이 알수록 더 넓은 시야로 더 많은 현상을 관찰할 수 있기 때문입니다.
|}
==도입==
수학적인 사고가 필요하기에 많은 사람들이 어려워합니다. 

<youtube>https://www.youtube.com/watch?v=8SQPYKLriEE</youtube><br />
==학습==
<youtube>https://www.youtube.com/watch?v=7Cg1aDwBooo</youtube>
===실험영상===
{| class="wikitable"
!내용
!영상
|-
|자유낙하운동의 분석
|https://cls3.edunet.net/play/view.do?e=UZuDR4pf3&n=0
|-
|우주에서 질량이 다른 물체를 동시에 떨어뜨릴 때
|https://cls3.edunet.net/play/view.do?e=oVJ4Y4CYI&n=0
|-
|그래프를 직접 그리며 물체의 운동 조절
|https://www.desmos.com/
|}

<br />

==수업요약==
{| class="wikitable"
!개념
!설명
|-
|가속도
|속력이 얼마나 빠르게 변하는지 나타내는 물리량.
속력변화/시간

단위는 <math>m/s^2,   km/s^2</math> 등이 쓰인다.
|-
|그래프
|등가속도운동의 그래프는 다음과 같은 형태다.
https://i.imgur.com/yShOlmA.png
|-
|같은 질량의 무게를 낙하시킬 때
|물체가 무겁든 가볍든 공기저항이 없다면 가속도는 <math>9.8m/s^2</math>인데, 이를 중력가속도라 부른다.

질량이 다른 물체가 동시에 떨어질 수 있는 것은, 중력이 질량에 비례하기 때문이다. <code>중력=9.8*질량</code>
|}
===전개질문===

#떨어뜨린 물체가 가속되는 이유는 무엇인가?
#질량이 5kg인 물체의 중력의 크기는?(2반 조성민의 문제)
#

#

===도착질문===

#지구와 달에서 물체의 낙하속력이 다른 이유는 무엇인가?
#

<br />

#

==학생들의 질문==
===분류하지 않은 질문===
{| class="wikitable"
!분류
!질문
!대답
|-
|개념
|떨어뜨린 물체가 가속하는 이유는 무엇입니까???
|중력의 영향으로, 힘을 받아서 가속하는거죠!
|-
|
|자유 낙하 하는 물체는 무게와 상관없이 동시에 지면에 도착하다는데 진공상태에서만 그런것인가요?
|네, 공기저항을 고려하지 않았을 때 그렇죠.

그런데, 일상에서도 쇠구슬 같은 경우처럼 공기저항보다 중력이 압도적으로 클 때엔 질량이 달라도 동시에 지면에 도착하는 것처럼 보입니다~
|-
|
|진공이 뭔가요
|공기가 없는 상태!
|-
|
|진공 상태에서 무거운 물체, 가벼운 물체를 떨어뜨리면 어떻게 되나요?
|진공상태에서라면 공기저항은 없고 중력의 영향만 있겠죠. 같이 떨어집니다.
|-
|
|달과 지구의 중력의 크기는 얼마나 차이가 나나요?
|달의 중력이 지구의 1/6 정도에요~
|-
|
|달에서는 지구의 무게에 6분에 1밖에 되지 못 한다고 아는데요 그럼 10키로자리를 지구에서 60키로짜리를 달에서 떨어뜨리면 어떤가요?
|달의 무게가 1/6인 게 아니라, 달에서의 중력이 1/6만큼 작은 거죠~ 저렇게 물체를 떨어뜨릴 때 들고 있는 힘은 똑같겠지만, 중력가속도가 달라서 지구에서 더 빨리 떨어지죠~
|-
|
|다른 행성에서의 중력도 확인이 되어있나요?
|네. 인터넷 검색하면 금방 나와요~
|-
|
|자유낙하운동을 자연에서 볼수있나요
|완벽한 자유낙하운동은 있을 수 없겠지만, 쇠구슬을 떨어뜨리는 게 자유낙하운동이라 볼 수 있죠.
|-
|
|무거운 물체는 바로 떨어지는데 왜 휴지는 그렇지 않나요?
|공기저항을 받기 때문이죠~
|-
|
|진공 상태면 물체가 떨어지는 속도가 같은데 그럼 달도 진공상태인가요?
|네, 달에서 숨쉬기 가능?
|-
|
|만약 피아노 만큼 무거운 물체도 공기 저항을 많이 받으면 늦게 떨어지나요?
|당연!
|-
|
|무거운물체와 가벼운물체가 동시에 떨어지는 이유가 뭔가요?
|무거운 물체일수록 중력을 크게 받는데, 무거울수록 가속시키기가 어렵죠. 때문에 모든 물체가 낙하하는 속도는 같아요.(공기저항이 없을 때)
|-
|
|똑같은 무게인 물체를 동시해 던지면 똑같은 속력으로 떨어지나요
|네.
|-
|
|진공 상태에서는 자동차와 모래알도 같은 속도로 떨어지나요?
|네, 당연.
|-
|
|그럼 공기저항이 없다고 가정을 했을때는 다 동시에 떨어지나요??
|네.
|-
|
|자유낙하 하는 물체는 시간이 지나면 점점 떨어지면서 속력이 일정하게 증가한다는데 그러지 않는 물체는 없나요?
|네. 없어요. 모든 물체는 중력의 영향을 동등하게 받으니까요.
|-
|
|자유낙하운동의 특성을 이용한 실생활 도구는 무엇이 있을까요? 지금은 낙하산밖에 생각이 안나요.
중력가속도가 쓰인것중에 일상생활에서 많이 쓰이는게 무엇이 있을까요?
|낙하산은 자유낙하의 특성보다는.. 공기저항을 이용한 도구죠.
자유낙하 자체를 이용해 활용하는 도구는 많지 않을 것 같아요. 공사장에서 쓰는 철골을 박을 때 높은 위치에서 쇳덩어리를 떨어뜨려 망치로 쓰곤 하죠.
|-
|
|공기 저항이 없을때 물체가 아래로 떨어지는 운동을 자유낙하 운동이라 하는데 공기 저항이 있을때의 이러한 운동은 무엇이라고 하나요?
|딱히 지칭하는 명칭은 없지만.. 그냥 낙하라고 하면 될 것 같아요~
|-
|
|우주는 왜 진공상태인가요?
|너무 넓어서요. 아무것도 없는 공간이 많은거죠. 그리고 시간이 지나면서 서로의 중력에 의해 잡아당기게 되어 뭉쳐있게 됩니다.
|-
|
|물체가 떠러지면 점점 속도가 무한으로 커지나요?
|떨어지는 데엔 끝이 있지만.. 만약 무한하게 떨어질 수 있다면 무한으로 속력이 커지겠지요.
|-
|
|달 10km 높이에서 컨테이너를 떨어제지는 속도보다 보다 지구 10km높이 휴대폰을 떨어지는 빠른가요?
|해봐야 알 것 같은데.. 휴대폰의 공기저항에 대해 조사한 자료가 있을까;;?
|-
|
|무거운 물체랑 가벼운 물체 랑 떨어지는 속도가 한치의 오차도 없이 떨어지나요?
|네. 공기저항이 없다면.
|-
|
|무겁지만 면적이 넓은 물체와 면적이 좁고 가벼운 물체를 동시에 자유낙하 시켰을 때 가벼운것이 먼저 떨어지게 면적의 비율과 무게를 조절하면 가벼운게 먼저 떨어지나요?
|네. 중력대 공기저항 비율로 떨어지는 속도가 결정되는거니까, 충분히 가능해요.
|-
|
|
|
|-
|호기심
|자유낙하에서 출발 속도를 빠르게 던지면 속도가 줄어드나요 빨라지나요?
|공기저항과 중력의 크기가 같아지면 등속운동을 하게 되서 최종 속도는 어차피 같겠지만.. 더 빠르게 낙하할 수 있죠!
|-
|
|달에도 중력이 있나요?
달과 지구의 중력은 얼마나 차이가 나나요.
|달이 지구의 1/6 정도라고 해요~
|-
|
|태양에도 중력이있나요?
|당연, 태양도 질량덩어리잖아요?
|-
|
|우주에서 지구에 대한 정지궤도로 물체를 던진다면 달처럼 계속하여 지구를 중심으로 돌까요?
그리고 만약 질량이 달라도 속력은 같을 까요?
|네, 달도 지구의 위성이잖아요? 인공적으로 만든 위성도 위치와 속도만 제대로 잡아주면 달처럼 돌아요~
중력가속도는 어떤 물체에서든 같기 때문에 질량이 달라도 가속도는 같답니다~

만약, 질량에 따라 속력이 다르다면.. 우주정거장은 무거워서 속력이 빠른데, 사람은 가벼워서 속력이 느려.. 다들 벽에 부딪혀 죽지 않을까요?
|-
|
|달에선 중력이 없지않나요? 어떻게 달에서 물건이 떨어지나요?
|달에도 중력은 있어요! 어떤 물체든 질량을 갖고 있으면 중력이 있어요! 심지어 제게도 여러분을 당기는 만유인력이 있습니다!
|-
|
|가속이 가장 잘 붙는 방법은 무엇인가요.
|가속을 주는 힘 외의 다른 힘들을 제거해주는 거겠죠. 공기저항이라든가, 마찰이라든가~
|-
|
|무중력에서도 물건을 떨어뜨리면 떨어지는건가요?
|무중력에서 물건을 떨어뜨리면 가속되진 않지만, 처음에 떨어뜨린 속도로 떨어져요~ 지난번 시간에 배웠듯, 아무런 힘이 가해지지 않으면 등속운동을 해요~
|-
|
|중력에 대하여 설명할때 크다고해요, 세다고해요?
|문맥에 따라 이해하면 될 것 같은데, 둘 다 맞는 말이죠.
|-
|
|지구에서 볼링공과 깃털을 동시에 떨어트리면 무조건 볼링공이 먼저 떨어지는데 달에서 똑같은 실험을하면 둘이 동시에 떨어지는건가요?
|네, 공기가 없기 때문에 공기저항을 받지 않아요.
지구에서 깃털이 늦게 떨어지는 이유는 공기저항 때문이잖아요~!
|-
|
|중력을 제일 먼저 발견한 사람이 누군가요?
|물체를 땅으로 당기는 힘을 발견..했다기엔 아이때부터 볼 수 있잖아요? 모든 물체는 땅으로 떨어진다는.. 누가 발견했다고 보긴 어렵고..
땅의 중력과, 하늘의 별들을 움직이는 하늘의 힘이 근본적으로 같음을, 모든 물체는 만유인력을 갖고 있음을 발견한 건 뉴턴이에요.
|-
|
|가속도가 늘어나는 이유.
|가속도가 늘어난다고요??? 오늘 우리는 가속도가 변하지 않는 운동에 대해 한 건데.. 힘이 커지면 가속도가 커져요.
|-
|
|달에 왜 공기가 없나요.
|달엔 중력이 작아서 공기분자들이 달을 빠져나가버리고 말아요.
|-
|
|달에는 왜 중력이 약하죠
|달의 질량이 작아서요~
|-
|
|중력 가속도가 9.8m/s^2인이유
|중력은 만유인력의 한 형태이죠. 즉, 중력은 행성의 질량에 의해 결정되는데, 지구의 질량과 지구의 반지름에 의해 9.8m/s^2이 되죠. 고등학생이 되면 중력가속도 값을 구하는 방법을 배울거에요~
|-
|
|지구의 중력과 달의 중력의 차는 어느정도임니까
|1학년 때 나와서 다 잊어버렸죠~ 1/6 정도 된다고 해요~
|-
|
|비도 하늘에서 떨어지는데 왜 아프지 않나요?
|공기저항 때문에 속도를 제대로 못내기 때문이죠~
|-
|
|진공상태가 되면 공기저항이 없기 때문에 더 빨리 떨어져야하는데 왜 달에선 늦게 떨어지나요.
|그만큼 중력이 약해서요~
|-
|
|달은 지구보다 높이 있어서 중력의 영향을 조금 받는건가요? 아니면 대기권 문제로 조금 받는건가요 ?
|달은 질량이 작아서 중력의 크기가 작아요~
|-
|
|우주에선 모든 물건이 속력이 같나요?
|대기가 없을 때, 낙하하는 속도가 같을 뿐, 행성마다 떨어지는 속도는 다 달라요~
|-
|
|속력이랑 속도가다른가요?
|네, 비슷하지만 달라요. 속도는 빠르기 뿐 아니라 방향까지 포함해요. 속도가 더 큰 개념인데, 고등학교에 가면 배울거에요~
|-
|
|가속을 잘하는 방법이 있나요?
|공기저항을 줄이면 잘 되겠죠. 그래서 자전거 경주에서 그렇게 얇은 자전거를 타고, 타이즈를 입는 거에요~
|-
|
|중력이 젤 무거운곳은 태양계중 어딘가요
|태양계 안에선... 태양이요.
|-
|
|중력이 있는 행성과 적은 행성의 차이가 뭔가요? 그리고 중력이 없는 행성도 있나요?

달이나 지구 이외에 태양계 행성들 중에 중력이 있는 곳이 있나요?
|행성의 질량 차이요~ 중력이 없는 행성은 없어요~ 저도 중력을 가졌는걸요오~
|-
|
|화성은 중력이 지구와 똑같나요?
|아뇨, 행성의 질량과 크기가 다르니, 중력도 다르죠. 지구 중력의 37.5%밖에 안된다네요.
|-
|
|화성의 중력가속도는 얼만가요 그리고 멀리 떨어진 행성의 중력가속도는 어떻게 구하나요?
|멀리 떨어진 행성 주변의 위성들이 도는 속도를 보고 측정하거나, 해당 위치로 로봇을 보내서 정확하게 측정할 수 있죠~
|-
|
|중력의 영향을 받지않는 물체가 있나요 ?
|그런 물체 발견하면 노벨상.
|-
|
|왜 가속도의 단위는 m/s2 인가요?
|속도의 단위가 m/s 이고, 속도의 변화를 나타내는 게 가속도라서 시간으로 한 번 더 나누잖아요? 그래서 m/s^2.
|-
|
|모양이 완전히 똑같지만 질량이 달라도 동시에 떨어지나요?
|네, 공기저항을 안받는다면요.
|-
|
|우주는 얼마나 넓은 가요?
|글쎄요, 학자마다 말하는 게 달라서요. 제 대답은.. 네 꿈의 크기만큼.
|-
|
|그러면 지구처럼 중력이 큰 행성이있나요?
|네, 지구보다 중력이 더 큰 행성도 있죠.
|-
|
|물체가 떨어지는 속도는 어떻게 재나요?
|스피드건이나 레이저 등으로 측정할 수 있죠.
|-
|
|비행기가 낙하할 때 잠시 중력이 낮아지나요?
|아뇨, 어떻게 이런 질문을 떠올렸죠?
|-
|
|중력이 엄청 강하면 몸이 찌러지나요?
|네
|-
|
|가속도의 단위는 /s만 있나요?
|단위는 써넣기 나름이죠. km/s^2을 쓸 수도 있고..
|-
|
|중력이 아예 없다면 어떻게되나요?
|우주와 비슷한 환경이 되겠죠~ 공기도 우주로 도망갈테고..
|-
|
|태양계에서 중력이 가장 큰 행성은 무엇인가요.
|목성이요. 검색하면 행성별 중력을 찾을 수 있어요~
|-
|
|가속을 최대한 늘리는법은용??
|힘을 세게 가해주거나 공기저항을 없애는 방식으로 디자인하면 되겠죠~
|-
|
|
|
|-
|기타
|자유낙하운동말고 다른운동이 있나요?
|네. 원운동, 왕복운동 등 이름붙이기 나름이죠~
|-
|
|개미가 50층에서 떨어지면 살아요?
|몰라요.
|-
|
|
|
|-
|헛소리
|시험범위가 어디까지인가요?
|오리엔테이션에서 말했어요;
|-
|
|잠은 잘 자셨나요?
|이런거 안물어보면 좋겠는데.. 요새 잠을 늦게 잤어요; 위키의 데이터를 담아둔 DB를 건들다가 계속 망가뜨려서요;;
|-
|
|달에 가보셨나요
|아뇨. 집이 좋습니다.
|-
|
|우주가보셨나요
|우주는 항상 나를 보고 있죠.
|-
|
|너무 졸리네요..
|세수하고 오세요.
|-
|
|우주에서 오줌넣으면 날라다니나요?
|네, 그렇겠죠.
|}

:#

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

#
{{접기

|제목=보기 전에 먼저 생각해보세요~

|내용=
|형태=mw-collapsed toccolours}}<br />
===수업 후, 흥미로운 것===
시간이 남을 때에만 보세요~

<youtube>https://www.youtube.com/watch?v=uwYGXb0TGF8</youtube>

<br />

=답=
{| class="wikitable"
! colspan="2" |무거운 물체와 가벼운 물체. 높은 곳에서 던지면 어떤 게 먼저 떨어질까?
|-
!답변
!선생님코멘트
|-
|무거운 물체
|보통 무거운 물체가 먼저 떨어진다고 생각하기 쉬워요~

같은 물체를 줄로 묶었다고 생각해 봅시다. 그러면 줄로 묶어 탄생한 새로운 물체는 기존 물체보다 무거워졌죠. 줄로 묶은 물체가 물로 묶기 전보다 빨리 떨어질까요??
|-
|가벼운 물체
|일반적으로 공기저항 때문에 무거운 물체가 먼저 떨어진다고 생각하기 쉬운데, 어떻게 이런 생각을 했을까?? 궁금궁금!
|-
|동시에 떨어진다.
|이 말은 사실 진공상태에서만 맞는 말이에요. 공기저항이 없다면 모든 물체가 동시에 떨어집니다.
|-
|동시에 떨어진다 (이때 동시에 떨어지는 이유는 중력가속도는 질량에 비례하기 때문이다)
|중력가속도가 질량에 비례한다기보단 중력이 질량에 비례해 중력가속도는 모든 물체에서 같아요!
|-
|진공 : 동시에 떨어진다.

진공 X : 공기 저항을 상대적으로 적게 받는 것이 빨리 떨어진다.

공기저항이 없다면 동시에 떨어진다.

가벼운물체가 깃털처럼 공기의 저항을 많이 받는 물체가 아니라면 둘다 같이 떨어집니다.
|적절한 답이네요.
|-
! colspan="2" |떨어뜨린 물체가 가속하는 이유는 무엇인가?
|-
!답변
!선생님코멘트
|-
|중력가속으로 인한 가속 9.8m/s제곱 때문에.

가속하는 방향으로 중력의 힘을 받기 때문이다.

일정한 크기의 중력을 계속 받기 때문이다.
|네 중력으로 인해 힘을 받기 때문이죠. 힘을 받으면 물체는 가속한다고 1학년 때 배웠습니다~
|-
|공기의 힘을 받기 때문에
|공기의 힘을 받으면 오히려 가속이 방해되지 않을까요?
|-
|힘을 받기 때문
|어떤 힘을 받았는지 써주었다면 더 좋을 것 같아요~
|-
! colspan="2" |지구와 달에서 물체의 낙하속력이 다른 이유는 무엇인가?
|-
!답변
!선생님코멘트
|-
|달로가면 진공상태가 되기때문
달에는 공기저항이 없어서
|진공상태가 되면 공기저항이 없기 때문에 더 빨리 떨어져야 하는데, 달에선 늦게 떨어지잖아요? ㅎㅎㅎ 왜 달에선 느리게 떨어질까요?
|-
|중력의 크기가 달라서 인가요?

중력이 달라서이다.

달은 중력이 지구의 6분의 1 밖에 안되기 때문이다.
|네, 중력의 크기가 다르기 때문에 그렇습니다~
|-
|지구보다 달의 질량이 작아서 중력이 작게 작용하기 때문이다.
|네, 행성의 질량에 따라 행성 위에서의 중력의 크기가 달라집니다.
|-
|지구에는 중력이 있기때문에

지구에는 중력이라는것이 있지만 달은 무중력이기 때문이다
|달에도 중력은 있어요~
|}