출발하는 버스에서 매단 추가 기우는 각도 재기

물리 2 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
학년
이름
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: 정지해 있다가 4초 만에 8 m/s가 되는 버스에 매단 추 (비교용: 일정한 빠르기로 곧게 달리는 버스)

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. 버스가 멈춰 있을 때 천장에 매단 추가 이루는 각도를 각도기로 재어 [칸 A]에 적으세요.
  2. 버스가 출발할 때 추가 기운 방향에 화살표를 그리고 각도를 재어 [칸 B]에 적으세요.
  3. 속도계를 0초와 4초에 읽어 두 값의 차를 4로 나눈 값을 [칸 C]에 적으세요.
  4. [칸 C]의 값을 9.8로 나눈 몫을 계산해 [칸 D]에 적으세요.
  5. [칸 B]의 각도의 탄젠트 값을 구해 [칸 D]의 값 옆에 적고, 두 수를 비교해 ◯ 또는 ×로 표시하세요.
  6. 이번에는 일정한 빠르기로 곧게 달릴 때 ①~②를 반복해 각도를 [칸 E]에 적으세요.
칸 A — 멈춰 있을 때 추의 각도
칸 B — 출발할 때 추의 각도와 기운 방향
칸 C — 속도 변화 ÷ 걸린 시간
칸 D — 위 값 ÷ 9.8
칸 E — 일정한 빠르기일 때 각도
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)버스 안에서는 추를 아무도 밀지 않았는데 추가 기울었습니다. 버스 밖 승강장에 선 사람에게는 이 장면이 어떻게 보였을지 여러분의 말로 쓰세요. (15점)

✎ 밖에 선 사람에게는 추가 기운 것이 아니라 버스가 ___ 것으로 보였을 것이다. 왜냐하면 …

(2)⑤에서 두 수가 비슷하게 나온 것은 8 m/s라는 값 때문에 생긴 우연일까요, 다른 버스에서도 생기는 규칙일까요? 다른 속도 변화 값을 직접 하나 골라 계산한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 고른 값 ___ m/s로 해 보니 …

(3)⑥의 [칸 E]는 [칸 B]와 무엇이 달랐나요? 무엇 때문에 그런 차이가 생겼을지 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) 물리 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)

평가 기준
활동 수행 (30점)각도와 속도계 값을 빠짐없이 재고, 나눗셈과 비교를 정확히 수행함상 · 중 · 하
해석 (40점)안과 밖의 설명을 구분해 이유를 붙였고, 다른 값으로 직접 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

출발하는 버스에서 매단 추가 기우는 각도 재기 · 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.질량 0.50 kg인 추가 매달린 버스가 2.0 m/s²로 가속한다. 버스 안 관찰자가 도입해야 할 관성력의 크기와 방향을 구하시오.
2.위 버스에서 추가 연직 방향과 이루는 각 θ를 구하시오. (tanθ = a/g, g = 9.8 m/s²)
3.질량 60 kg인 사람이 저울 위에 서 있는 승강기가 위쪽으로 2.0 m/s²로 가속한다. 저울 눈금(수직항력)을 구하시오.
4.같은 승강기가 아래쪽으로 2.0 m/s²로 가속할 때 저울 눈금을 구하시오.
5.승강기 줄이 끊어져 자유 낙하할 때 저울 눈금은 얼마인가? 가속 좌표계와 관성력을 써서 이유를 서술하시오.
정답
1. F = ma = 0.50 × 2.0 = 1.0 N, 버스 진행 방향과 반대 방향 2. tanθ = 2.0/9.8 = 0.204 → θ ≈ 11.5° 3. N = m(g+a) = 60 × (9.8+2.0) = 708 N 4. N = m(g−a) = 60 × (9.8−2.0) = 468 N 5. 0 N. 승강기 좌표계에서 아래로 mg, 위로 관성력 ma = mg가 도입되어 서로 상쇄되므로 겉보기 무게가 0이 된다(무중력 상태).
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