밤하늘이 한 점을 중심으로 도는 까닭

중등과학 2-1 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
학년
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안내 — 어느 맑은 겨울밤, 북쪽 하늘을 카메라로 오래 촬영했더니 별들이 한 점을 중심으로 둥근 원호를 그렸다. 그중 한 별이 그린 원호를 중심점에서 잰 각도가, 2시간 촬영했을 때 30°, 4시간 촬영했을 때 60°, 6시간 촬영했을 때 90°였다. 아래 지시를 순서대로 따라가 보자.  예제: 북쪽 하늘에서 원호를 그린 한 별 (비교용: 원호의 한가운데에 거의 멈춰 있는 별)

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. [칸 A]에 안내문의 관측 기록(촬영 시간과 원호 각도)을 표로 그대로 옮겨 적으세요.
  2. [칸 A]에서 촬영 시간 1시간마다 원호 각도가 몇 도씩 늘어나는지 계산해 [칸 B]에 적으세요.
  3. [칸 B]의 값이 모두 같은지 확인하고, 1시간에 도는 각도를 한 문장으로 [칸 C] 위에 적으세요.
  4. 그 값대로라면 제자리로 한 바퀴(360°) 돌아오는 데 몇 시간 걸릴지 계산해 [칸 C]에 적으세요.
  5. 원호들의 한가운데에서 거의 움직이지 않는 한 점에 있는 별을 찾아 [칸 D]에 적으세요.
  6. 중심에서 먼 별과 가까운 별이 같은 시간 동안 그린 원호의 '길이'와 '각도'를 비교해 [칸 E]에 적고, 별들이 도는 방향을 화살표로 함께 표시하세요.
칸 A — 북쪽 하늘 별의 관측 기록 (촬영 시간·원호 각도)
칸 B — 1시간마다 늘어난 각도
칸 C — 한 바퀴(360°) 도는 데 걸리는 시간
칸 D — 한가운데 거의 안 움직이는 별
칸 E — 먼 별·가까운 별의 길이·각도 비교와 도는 방향
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)[칸 A]의 별은 1시간마다 거의 같은 각도씩 돌았습니다. 이것은 이 별만의 우연일까요, 사진 속 어떤 별이든 그럴까요? 다른 별을 하나 직접 골라 같은 방법으로 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 고른 다른 별로 재어 보니 …

(2)[칸 D]의 한가운데 별은 [칸 A]의 별과 달리 거의 움직이지 않았습니다. 같은 하늘에 있는데 왜 이런 차이가 생겼을지 여러분의 생각을 쓰세요. (15점)

✎ 그 별은 도는 원의 ___에 있기 때문에 …

(3)[칸 C]에서 한 바퀴 도는 데 걸린 시간은 우리에게 익숙한 무엇과 비슷한가요? 밤하늘 전체가 왜 하필 그 시간에 맞춰 한 바퀴 도는 것처럼 보일지 짐작해 쓰세요. (10점)

3

성찰 — 활동을 내 것으로 만들기

30점

(1) 순서 다시 짜기 — 이 활동을 처음 하는 친구에게 나라면 어떤 순서로 시킬지 쓰고, 왜 그 순서인지 한 문장으로 이유를 붙이세요. 지워도 되는 단계가 있다면 그것도 쓰세요. (15점)

(2) 이름 붙이기 — 오늘 알아낸 것(별들이 그린 움직임, 그 움직임의 중심에 있던 별, 한 바퀴 도는 데 걸린 시간, 그리고 별이 아니라 무엇이 실제로 돌아서 이렇게 보이는지)을 세 문장으로 정리하고, 각 문장에 교과서에서 배운(또는 배울) 과학 용어를 짝지어 붙이세요. (15점)

평가 기준
활동 수행 (30점)관측 기록을 정확히 옮기고, 1시간당 각도·한 바퀴 시간을 바르게 계산하며, 중심 별과 먼/가까운 별 비교를 지시대로 수행함상 · 중 · 하
해석 (40점)우연/규칙 가설에 다른 별로 확인한 근거를 붙였고, 중심 별이 안 움직인 까닭을 원 위 위치와 연결해 설명함상 · 중 · 하
성찰 (30점)활동 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 과학 용어를 짝지음상 · 중 · 하
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연습 문제

밤하늘이 한 점을 중심으로 도는 까닭 · 각 20점 · 총 100점
학년
이름
점수

안내 — 1쪽에서 스스로 세운 개념을 이번에는 반복해서 적용해 봅니다. 풀이 과정을 빈 곳에 쓰고, 다 푼 뒤 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.

1.천체의 일주운동이란 무엇인지 쓰고, 별이 실제로 움직이는 것이 아닌데도 그렇게 보이는 근본 원인이 무엇인지 쓰시오.
2.일주운동으로 천체는 1시간에 약 몇 도씩 이동하는가? 계산 과정과 함께 구하시오.
3.동쪽 하늘, 남쪽 하늘, 서쪽 하늘, 북쪽 하늘에서 별의 일주운동 모습을 각각 한 줄로 쓰시오.
4.북쪽 하늘을 촬영한 사진에서 어떤 별이 그린 원호가 중심에서 잰 각도로 75°였다. 이 사진의 촬영 시간은 몇 시간인가?
5.북극성이 일주운동에서 거의 움직이지 않고 한자리에 있는 것처럼 보이는 까닭을 지구의 자전축과 관련지어 쓰시오.
정답
1. 일주운동: 별·태양·달 같은 천체가 하루에 한 바퀴씩 동쪽에서 서쪽으로 도는 것처럼 보이는 겉보기 운동. 근본 원인: 지구가 서쪽에서 동쪽으로 하루에 한 바퀴 자전하기 때문(천체가 아니라 지구가 돎). 2. 360° ÷ 24시간 = 15° (1시간에 약 15°씩 동→서로 이동) 3. 동쪽: 오른쪽 위로 비스듬히 떠오름 · 남쪽: 지평선과 나란한 큰 호를 그리며 동→서로 이동 · 서쪽: 오른쪽 아래로 비스듬히 짐 · 북쪽: 북극성을 중심으로 반시계 방향으로 원을 그림 4. 75° ÷ 15°/시간 = 5시간 5. 북극성이 지구 자전축을 하늘로 늘인 방향(천구의 북극)과 거의 일치하기 때문. 자전축 위(회전의 중심)에 있는 셈이라 지구가 자전해도 방향이 거의 변하지 않아 제자리처럼 보인다.
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