세게 밀수록 덜 새는 관의 비밀
통합과학 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 정해진 양을 한 곳에서 다른 곳까지 관으로 보냅니다. 관을 지나는 동안 조금씩 새어 나갑니다. 어떻게 보내야 덜 샐까요? 직접 값을 넣어 규칙을 찾아보세요. 예제: 정해진 양 240을 관으로 멀리 보내기 (비교용: 길이가 절반인 짧은 길로 보내기)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①밀기힘과 흐름세기를 곱하면 항상 240이 됩니다. [칸 A]에 밀기힘 4로 보낼 때 흐름세기(240÷4)와 새는 양(흐름×흐름)을 적어 보세요.
- ②[칸 A]에 밀기힘 8, 16, 24로 보낼 때의 흐름세기와 새는 양도 이어서 적어 보세요.
- ③[칸 A]에서 밀기힘이 커질수록 새는 양이 어떻게 변하는지 화살표(↗ 또는 ↘)로 표시해 보세요.
- ④밀기힘이 4→8, 8→16으로 2배가 될 때마다 새는 양이 몇 배로 줄었는지 [칸 B]에 적어 보세요.
- ⑤밀기힘 8은 그대로 두고 길이가 절반인 짧은 길(새는 정도 절반)로 보낼 때 새는 양을 [칸 C]에 적어 보세요.
- ⑥[칸 A]에서 새는 양이 가장 적었던 밀기힘을 골라 [칸 D]에 적어 보세요.
칸 A — 밀기힘 · 흐름세기 · 새는 양 (밀기힘 4·8·16·24)
칸 B — 밀기힘이 2배 될 때 새는 양은 몇 배로?
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 A]에서 밀기힘을 조금 키웠을 뿐인데 새는 양은 왜 그렇게 크게 줄었나요? 흐름세기와 새는 양의 관계로 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)
✎ 밀기힘이 커지면 흐름세기는 ___지고, 새는 양은 흐름세기를 ___ 곱한 값이라서 …
(2)밀기힘이 2배가 되면 새는 양이 1/4로 줄었습니다. 이것은 보낼 양이 240이라서 생긴 우연일까요, 어떤 보낼 양에서도 생기는 규칙일까요? 240이 아닌 다른 보낼 양을 직접 골라 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 고른 보낼 양 ___로 밀기힘을 2배 해 보니 …
(3)[칸 C]의 짧은 길은 밀기힘을 바꾸지 않았는데도 [칸 A]의 같은 밀기힘보다 덜 샜습니다. 무엇 때문에 이런 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 — 오늘 다룬 '밀기힘', '흐름세기', '새는 양', '짧은 길'이 실제로는 무엇을 가리키는지 세 문장으로 정리한 뒤, 각 문장에 교과서에서 배운(또는 배울) 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 각 밀기힘의 흐름세기와 새는 양을 빠짐없이 정확히 계산하고, 변화·짧은 길 지시를 정확히 수행함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 새는 양이 줄어든 까닭을 흐름세기 관계로 설명하고, 다른 보낼 양을 직접 골라 규칙을 확인한 근거가 있음 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 교과서 용어를 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
세게 밀수록 덜 새는 관의 비밀 · 각 20점 · 총 100점
안내 — 이제 배운 용어로 정리해 봅시다. 송전선에서 손실되는 전력은 (전류)×(전류)×(저항)으로 구합니다.
1.송전선에 흐르는 전류가 10 A이고 저항이 5 Ω일 때, 저항에서 손실되는 전력을 구하시오. (손실 전력 = 전류²×저항)
2.같은 전력을 보낼 때 전압을 2배로 높이면 전류는 몇 배가 되고, 손실 전력은 몇 배가 되는지 쓰시오. (전력 = 전압×전류)
3.1000 W의 전력을 저항 2 Ω인 송전선으로 보낸다. 전압이 100 V일 때와 500 V일 때의 전류와 손실 전력을 각각 구해 비교하시오.
4.저항이 0인 초전도 케이블로 송전하면 손실 전력은 얼마인가? 또 다음 중 송전 손실을 줄이는 방법이 아닌 것을 고르시오. (가) 전압을 높인다 (나) 전류를 높인다 (다) 저항을 낮춘다
5.어떤 송전선에서 저항은 그대로 두고 전류를 3 A에서 1 A로 줄였다. 손실 전력은 몇 배가 되었는지 구하시오.
정답
1. 10²×5 = 500 W
2. 전류는 1/2배, 손실 전력은 (1/2)² = 1/4배
3. 100 V: 전류 10 A·손실 200 W / 500 V: 전류 2 A·손실 8 W → 전압이 높을수록 손실이 크게 줄어듦
4. 손실 전력 = 0 W · 아닌 것 = (나) (전류를 높이면 손실이 오히려 커짐)
5. (1/3)² = 1/9배