작아지는 덩어리에 숨은 시간과 온도

통합과학 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
학년
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안내 — 이 평가지에는 개념 용어가 일부러 빠져 있습니다. 지시를 따라 손으로 직접 해 본 뒤, 그 결과를 여러분의 말로 해석하고 성찰하여 서술하세요. 정답 문장이 정해져 있지 않으니, 이유를 붙인 자기 생각이면 됩니다.  예제: 지름이 8칸에서 1칸까지 작아지는 구름 덩어리 (비교용: 중심에서 8칸 떨어진 차가운 구역)

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. 우주에 떠 있는 둥근 구름 덩어리가 스스로 작아지며 제자리에서 돌고 있다고 생각해 보세요.
  2. [칸 A]에 지름이 8칸·4칸·2칸·1칸일 때 한 바퀴 도는 시간 64분·16분·4분·1분을 순서대로 적으세요.
  3. [칸 A]에서 지름이 반으로 줄 때마다 시간이 몇 배가 되었는지 화살표 위에 적어 보세요.
  4. [칸 B]에 처음의 둥근 모습과, 빠르게 돌면서 옆으로 퍼져 납작해진 모습을 나란히 그리세요.
  5. 이 덩어리의 중심에서 1칸 떨어진 구역은 1000 ℃, 8칸 떨어진 구역은 −100 ℃라고 적어 두세요.
  6. 금속은 1300 ℃, 돌은 1200 ℃, 얼음은 0 ℃보다 낮아야 알갱이로 굳습니다. 각 구역에서 굳는 것을 [칸 C]·[칸 D]에 적으세요.
  7. [칸 C]와 [칸 D]에 적은 알갱이의 가짓수를 세어 [칸 E]에 각각 쓰고, 많은 쪽에 ◯표 하세요.
칸 A — 지름과 한 바퀴 도는 시간
칸 B — 처음 모습 / 납작해진 모습
칸 C — 1칸 구역에서 굳는 알갱이
칸 D — 8칸 구역에서 굳는 알갱이
칸 E — 가짓수 비교
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)[칸 A]에서 덩어리가 작아질수록 한 바퀴 도는 시간은 어떻게 되었나요? 왜 그렇게 되는지 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)

✎ 덩어리가 작아질수록 한 바퀴 도는 시간이 ___졌다. 그것은 …

(2)지름이 반이 되면 시간이 1/4이 되는 이 관계는 이 덩어리에서만 생긴 우연일까요, 어떤 덩어리에서도 생기는 규칙일까요? 지름 값을 직접 하나 더 골라 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 고른 지름 ___칸으로 해 보니 …

(3)[칸 C]와 [칸 D]에 적힌 알갱이가 서로 달라진 것은 무엇 때문인가요? 그 차이 때문에 두 구역에서 뭉쳐 자라는 덩어리가 어떻게 달라질지도 함께 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 한 일을 세 문장으로 정리한 뒤, 각 문장이 가리키는 것에 교과서에서 배운(또는 배울) 과학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)

평가 기준
활동 수행 (30점)시간의 변화 배수를 빠짐없이 적고, 두 구역에서 굳는 것을 온도 기준에 맞게 가려냄상 · 중 · 하
해석 (40점)자기 가설에 이유를 붙였고, 다른 값을 직접 골라 확인한 근거가 있음상 · 중 · 하
성찰 (30점)순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음상 · 중 · 하
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연습 문제

작아지는 덩어리에 숨은 시간과 온도 · 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.태양계의 형성 과정을 다음에서 골라 순서대로 나열하시오. (가) 고리와 미행성체 형성 (나) 태양계 성운 형성 (다) 원시 행성 형성 (라) 원시 태양과 원시 원반 형성
2.태양계 성운이 수축할 때 회전 속도가 점점 빨라지는 까닭을 설명하시오.
3.수축하던 태양계 성운이 구형이 아니라 납작한 원시 원반 모양이 된 까닭을 쓰시오.
4.원시 원반의 안쪽과 바깥쪽에서 만들어진 미행성체의 구성 물질이 다른 까닭을 온도와 관련지어 설명하시오.
5.회전하는 성운의 반지름이 1/3로 줄어들면 회전 속도와 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간은 각각 몇 배가 되는가? (각운동량 보존 가정)
정답
1. (나) → (라) → (가) → (다) 2. 회전하는 물체는 회전축에서의 거리가 줄어들수록 회전 속도가 빨라진다(각운동량 보존). 성운이 수축하면 반지름이 작아지므로 회전 속도가 빨라진다. 피겨 선수가 팔을 오므릴 때 빨라지는 것과 같다. 3. 회전 속도가 빨라지면서 회전축에 수직인 방향(적도면)으로 물질이 퍼져 나가, 중심의 원시 태양 주위에 납작한 원반이 형성되었다. 4. 안쪽은 온도가 높아 녹는점이 높은 금속·암석 성분만 고체로 굳어 미행성체를 이루었고(→ 지구형 행성), 바깥쪽은 온도가 낮아 얼음·기체 성분까지 함께 굳어 큰 미행성체를 이루었다(→ 목성형 행성). 5. 회전 속도 3배, 한 바퀴 도는 시간 1/9배 (v ∝ 1/R, T = 2πR/v ∝ R²)
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