여러 장면에서 몸이 쏠린 방향을 표에 모으기
물리 2 · 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: 출발·정지·곡선 도로를 도는 버스의 세 장면 (비교용: 곧은 길을 일정한 빠르기로 달리는 구간)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①버스가 출발할 때 몸이 쏠린 방향에 화살표를 그려 [칸 A]에 적으세요.
- ②버스가 멈출 때와 곡선 도로를 돌 때도 같은 방법으로 화살표를 그려 [칸 A]에 이어 적으세요.
- ③세 장면에서 속도계 바늘이 움직인 방향(빨라짐·느려짐·방향 바뀜)을 [칸 B]에 적으세요.
- ④[칸 A]와 [칸 B]의 화살표 방향을 짝지어 비교하고, 같으면 ◯ 다르면 ×를 [칸 C]에 표시하세요.
- ⑤각 장면에서 (자기 질량) × (매초 변한 빠르기)를 계산해 N 단위로 [칸 D]에 적으세요.
- ⑥곧은 길을 일정한 빠르기로 달리는 구간에서 ①~②를 반복해 결과를 [칸 E]에 적으세요.
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)세 장면에서 몸이 쏠린 방향과 속도계 바늘이 변한 방향 사이에 어떤 규칙이 있었나요? 여러분의 말로 한 문장으로 쓰세요. (15점)
✎ 몸은 언제나 빠르기가 변한 방향의 ___ 쪽으로 쏠렸다. 왜냐하면 …
(2)이 규칙은 버스라서 생긴 우연일까요, 다른 탈것에서도 생기는 규칙일까요? 승강기·놀이기구·자전거 중 하나를 직접 골라 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 고른 ___로 해 보니 …
(3)⑥의 [칸 E]에서는 왜 아무 쏠림도 느껴지지 않았을까요? 무엇 때문에 그런 차이가 생겼는지 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) | 세 장면 모두에 방향 화살표와 계산 값을 빠짐없이 적음 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 방향 사이의 규칙을 이유와 함께 서술하고, 다른 사례로 직접 확인함 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
여러 장면에서 몸이 쏠린 방향을 표에 모으기 · 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 60 kg인 사람이 탄 버스가 1.5 m/s²로 출발한다. 버스 좌표계에서 사람에게 작용하는 관성력의 크기와 방향을 구하시오.
2.같은 버스가 2.0 m/s²로 감속하며 멈출 때 관성력의 크기와 방향을 구하시오.
3.같은 버스가 반지름 50 m인 곡선 도로를 10 m/s의 일정한 속력으로 돈다. 가속도의 크기와, 버스 안 사람에게 작용하는 관성력의 크기·방향을 구하시오.
4.줄이 끊어져 자유 낙하하는 승강기 안에서 저울 눈금이 0이 되는 까닭을 관성력으로 서술하시오.
5.다음 현상을 관성력으로 설명하시오. (가) 지구 자전에 의한 전향력(코리올리 힘) (나) 회전하는 놀이기구에서 바깥으로 밀리는 느낌
정답
1. F = 60 × 1.5 = 90 N, 버스 진행 방향과 반대(뒤쪽)
2. F = 60 × 2.0 = 120 N, 버스 진행 방향(앞쪽)
3. a = v²/r = 10²/50 = 2.0 m/s² · F = 60 × 2.0 = 120 N, 곡선의 바깥쪽(원심력)
4. 승강기 좌표계에서 중력 mg와 위쪽으로 도입되는 관성력 ma = mg가 상쇄되어 알짜힘이 0이 되므로 저울을 누르지 않는다(무중력 상태).
5. (가) 회전하는 지구(가속 좌표계)에서 운동하는 물체의 경로가 휘어 보이는 것으로, 북반구에서 진행 방향의 오른쪽으로 작용하는 관성력이다. (나) 회전 좌표계에서 바깥쪽으로 도입되는 관성력인 원심력 때문이다.