시간을 벌면 줄어드는 힘
통합과학 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
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: 붙잡는 몫 24 (비교용: 붙잡는 몫 48)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①같은 공을 벽에 던져 멈추게 할 때 붙잡는 몫은 늘 24입니다. [칸 A]에 시간 1, 2, 3, 4, 6, 8을 세로로 적어 보세요.
- ②각 줄마다 24를 그 줄의 시간으로 나눈 수를 같은 줄 [칸 A]의 '힘' 자리에 적어 보세요.
- ③[칸 A]의 각 줄에서 '시간 × 힘'을 계산한 수를 [칸 B]에 줄을 맞춰 적어 보세요.
- ④[칸 B]에 적힌 수들을 서로 비교해서, 모두 같으면 그 값에 ◯표 하세요.
- ⑤[칸 A]에서 시간이 1에서 8로 커질 때 '힘'이 어떻게 변하는지 [칸 C]에 ↑ 또는 ↓로 적어 보세요.
- ⑥이번엔 붙잡는 몫이 48이라 하고, 시간이 2일 때와 6일 때의 힘을 각각 구해 [칸 D]에 적어 보세요.
칸 A — 시간(1·2·3·4·6·8)과 그때 받은 힘
칸 C — 시간이 커질 때 힘의 변화 (↑ / ↓)
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 A]에서 시간이 커질 때 힘은 어떻게 되었나요? 그리고 [칸 B]의 '시간 × 힘'이 왜 늘 같은 값이 나왔는지 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)
✎ 시간이 ___수록 힘은 ___지는데, 두 값을 곱하면 늘 ___이 나오기 때문에 …
(2)[칸 B]의 곱이 늘 같은 것은 몫이 24라서 생긴 우연일까요, 어떤 몫에서도 생기는 규칙일까요? 여러분이 몫 하나를 직접 정해 시간 두 개로 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 정한 몫 ___, 시간 ___와 ___로 해 보니 …
(3)[칸 D](몫 48)에서 시간 2일 때의 힘은 [칸 A](몫 24)에서 시간 2일 때의 힘과 달랐나요? 무엇 때문에 그런 차이가 생겼을지 여러분의 생각을 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 — 단단한 바닥에 떨어진 달걀은 깨지고, 푹신한 방석 위에 떨어진 달걀은 안 깨집니다. 오늘 알아낸 '시간과 힘의 관계'로 그 까닭을 세 문장으로 설명한 뒤, 각 문장이 가리키는 것에 교과서에서 배운(또는 배울) 과학 용어를 짝지어 붙이세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 표의 시간·힘·곱을 빠짐없이 바르게 채우고, 힘의 변화 방향과 다른 몫에서의 힘을 정확히 구함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 힘의 변화와 곱이 일정한 까닭을 근거를 들어 자기 말로 설명하고, 몫을 직접 정해 규칙을 검증함 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 활동 순서를 스스로 재구성하고, 자신의 경험에 알맞은 과학 용어를 짝지어 연결함 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
시간을 벌면 줄어드는 힘 · 각 20점 · 총 100점
안내 — 1쪽에서 스스로 세운 개념을 이번에는 반복해서 적용해 봅니다. 풀이 과정을 빈 곳에 쓰고, 다 푼 뒤 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.
1.질량 2㎏인 공이 4㎧로 벽에 부딪힌 뒤 정지하였다. 이 공의 운동량 변화량(=충격량)의 크기를 구하시오. (단위 ㎏·㎧)
2.어떤 충돌에서 충격량이 8 N·s이고 충돌이 0.02초 동안 일어났다. 이때 물체가 받은 충격력(평균 힘)의 크기를 구하시오.
3.충격량이 같은 두 충돌 A, B가 있다. A는 0.01초, B는 0.05초 동안 일어났다. 충격력이 더 큰 쪽을 고르고, 그 까닭을 충격량과 시간의 관계로 설명하시오.
4.다음 중 충돌 시간을 늘려 충격력을 줄이는 예가 아닌 것을 고르시오. ㉠ 자동차 에어백 ㉡ 번지점프의 탄력 밧줄 ㉢ 야구 글러브를 뒤로 빼며 공 받기 ㉣ 유리컵을 시멘트 바닥에 세게 내던지기
5.질량 0.15㎏인 야구공이 40㎧로 날아와 배트에 맞고 반대 방향으로 40㎧로 튀어 나갔다. 공이 배트로부터 받은 충격량의 크기를 구하시오.
정답
1. 8 ㎏·㎧ (= 8 N·s) · 2㎏×4㎧
2. 400 N · 8 ÷ 0.02
3. A · 충격량이 같으면 충격력과 충돌 시간은 반비례하므로 시간이 짧은 A의 충격력이 크다(약 5배)
4. ㉣ (시간을 늘리지 않아 충격력이 커지는 반대 예)
5. 12 ㎏·㎧ (= 12 N·s) · 0.15×(40+40)