행성이 태양을 도는 시간과 거리의 숨은 규칙 찾기

물리 2 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
학년
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점수

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: 태양을 도는 행성들의 도는 시간과 거리 표 (비교용: 규칙에서 벗어난 것처럼 보이는 행성)

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. 여러 행성이 태양을 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간을 표 [칸 A]에 적어 보세요.
  2. 각 행성과 태양 사이의 평균 거리를 [칸 B]에 적어 보세요.
  3. 행성마다 도는 시간을 제곱한 값을 [칸 C]에 적어 보세요.
  4. 행성마다 거리를 세제곱한 값을 [칸 D]에 적어 보세요.
  5. [칸 C]÷[칸 D]를 행성마다 계산해 [칸 E]에 적고, 값들이 서로 비슷한지 살펴보세요.
칸 A — 행성이 도는 시간
칸 B — 태양과의 평균 거리
칸 C — 시간의 제곱
칸 D — 거리의 세제곱
칸 E — 시간² ÷ 거리³
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)[칸 E]에서 얻은 값들은 행성마다 크게 달랐나요, 서로 비슷했나요? 이 결과가 뜻하는 바를 여러분의 말로 쓰세요. (15점)

✎ 행성이 달라도 시간²÷거리³ 값은 대체로 ___ 였다. 이는 …

(2)태양에서 먼 행성일수록 도는 시간이 길었나요? 표의 다른 행성으로 직접 확인한 결과와 함께, 우연인지 규칙인지 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 다른 행성으로 확인해 보니 …

(3)만약 어떤 행성이 [칸 E]의 값이 크게 어긋난다면, 관측이나 계산에서 무엇을 먼저 의심해 봐야 할까요? 이유와 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 과학에서 배운(또는 배울) 용어를 스스로 짝지어 붙여 보세요. (15점)

평가 기준
활동 수행 (30점)도는 시간·거리·제곱·세제곱·나눗셈 값을 행성마다 빠짐없이 정확히 계산함상 · 중 · 하
해석 (40점)나눗셈 값이 비슷함의 뜻을 설명하고, 다른 행성으로 규칙을 직접 확인함상 · 중 · 하
성찰 (30점)활동 순서를 스스로 재구성하고, 자신의 경험에 알맞은 이름을 연결함상 · 중 · 하
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연습 문제

행성이 태양을 도는 시간과 거리의 숨은 규칙 찾기 · 각 25점 · 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.태양에서 4 AU 떨어진 행성이 태양을 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간(년)을 구하시오 (T²=a³, T는 년, a는 AU).
2.태양에서 9 AU 떨어진 행성의 공전 주기(년)를 구하시오.
3.공전 주기가 27년인 행성과 태양 사이의 평균 거리(AU)를 구하시오.
4.태양에서 먼 행성일수록 공전 주기가 길어지는 까닭을 케플러 제3법칙으로 설명하시오.
정답
1. 8년 2. 27년 3. 9 AU 4. 주기의 제곱이 거리(궤도 반지름)의 세제곱에 비례하므로, 거리가 멀수록 주기가 더 급격히 길어진다.
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