다가오고 멀어지는 사이렌 소리를 1초에 몇 번 출렁이는지 세어 보기

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: 사이렌: 멈춰 있을 때 1초에 850번 · 20 m/s로 다가올 때 903번 · 멀어질 때 803번 (소리 340 m/s) (비교용: 구급차와 나란히 같은 빠르기로 달리며 들을 때 1초에 850번)

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. 멈춰 있을 때 1초에 850번, 다가올 때 903번을 [칸 A]에 나란히 적어 보세요.
  2. 멀어질 때는 1초에 803번이었습니다. [칸 A]에 이어 적어 보세요.
  3. 다가올 때와 멀어질 때의 값에서 각각 850을 빼 [칸 B]에 부호와 함께 적으세요.
  4. [칸 B]의 두 값의 크기를 견주어 어느 쪽이 더 큰지 [칸 C]에 적어 보세요.
  5. 903과 803을 각각 850으로 나눈 비를 소수 셋째 자리까지 구해 [칸 D]에 적으세요.
  6. 340÷320과 340÷360을 소수 셋째 자리까지 구해 [칸 E]에 적고 [칸 D]와 견주어 보세요.
칸 A — 세 경우에 1초에 센 횟수
칸 B — 850과의 차
칸 C — 두 차 중 큰 쪽
칸 D — 850으로 나눈 비
칸 E — 340÷320과 340÷360
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)[칸 D]와 [칸 E]의 값이 서로 맞아떨어졌나요? 이것이 이 사이렌에서만 생긴 우연일까요, 어떤 소리에서도 생기는 규칙일까요? 1초에 680번인 소리가 같은 조건에서 723번, 642번으로 들렸다는 자료로 직접 확인한 결과와 함께 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 723÷680과 340÷320을 견주어 보니 …

(2)다가올 때 늘어난 값(53)과 멀어질 때 줄어든 값(47)의 크기가 왜 똑같지 않았을까요? 두 경우에서 무엇이 달랐는지 [칸 E]의 두 나눗셈을 근거로 쓰세요. (15점)

✎ 다가올 때는 340을 ___로, 멀어질 때는 ___로 나누게 되므로 …

(3)구급차와 나란히 같은 빠르기로 달리며 들으면 1초에 850번 그대로였습니다. 소리를 내는 쪽이 분명히 달리고 있는데도 값이 그대로인 까닭을 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) 과학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)

평가 기준
활동 수행 (30점)세 경우의 값을 빠짐없이 정리하고, 차와 비를 정확히 계산함상 · 중 · 하
해석 (40점)자기 가설에 이유를 붙였고, 다른 자료를 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

다가오고 멀어지는 사이렌 소리를 1초에 몇 번 출렁이는지 세어 보기 · 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.소리의 속력이 340 m/s일 때, 진동수 500 Hz인 사이렌이 34 m/s로 관찰자에게 다가온다. 관찰자가 듣는 진동수를 구하시오.
2.위 사이렌이 같은 빠르기로 멀어질 때 관찰자가 듣는 진동수를 구하시오.
3.정지한 음원이 400 Hz의 소리를 낼 때 관찰자가 17 m/s로 음원에 다가가며 듣는 진동수를 구하시오. (소리 340 m/s)
4.멀리 있는 별에서 온 빛의 진동수가 실제보다 작게 측정되었다. 이 별의 운동을 설명하시오.
5.음원과 관찰자가 같은 방향으로 같은 속력으로 움직일 때 들리는 진동수가 변하지 않는 까닭을 설명하시오.
정답
1. f' = f·v/(v−vs) = 500 × 340/306 ≈ 555.6 Hz 2. f' = 500 × 340/374 ≈ 454.5 Hz 3. f' = 400 × (340+17)/340 = 420 Hz 4. 별이 지구에서 멀어지고 있다(적색 편이) 5. 둘 사이의 거리가 변하지 않아 매질에 대한 접근·후퇴 효과가 서로 상쇄되므로 f' = f 이다
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