운동을 기록하는 방법
틀:15개정 과학 중3 단원 보기
1. 화학반응의 규칙과 에너지 변화
2. 기권과 날씨
3. 운동과 에너지
4. 자극과 반응
5. 생식과 유전
6. 에너지 전환과 보존
7. 별과 우주
8. 과학기술과 인류문명
배우는 이유
| 흥미적
이유 |
물체의 빠르기는 어떻게 정량화 할 수 있을까?
출발질문(마지막까지 학습한 후에 대답해보세요~)
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|---|---|
| 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
학습
실험영상
| 내용 | 영상 |
|---|---|
| 시간기록계로 실험하기 | |
| 다중노출사진 |
수업요약
속력은 어떻게 측정할 수 있을까?
| 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.
수업 후, 흥미로운 것
시간이 남을 때에만 보세요~(없음)
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)
학생들의 질문
| 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.
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| 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. | |
| 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.
거리 = 시간 * 속력 속력 = 거리/시간 시간 = 거리/속력 | |
| 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 = 1/3600(km/s)로 구할 수 있다.
보기 전에 먼저 생각해보세요~
답
어째서 속력은 시간/이동거리가 아니라 이동거리/시간으로 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. |
| 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) | |
| 일정한 시간간격으로 촬영한 물체 사이의 간격이 커야 속력이 빠르다고 할까, 작아야 속력이 빠르다고 할까? | |
| 답변 | 선생님코멘트 |
| 간격이 작아야 빠르다. | 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.
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| 간격이 커야 빠르다. | |
| 시간기록계의 테이프에 찍힌 점 간격은 속력이 빠를수록 어떻게 찍힐까? | |
| 답변 | 선생님코멘트 |