소리를 내며 달리는 물체의 앞쪽과 뒤쪽에서 소리 한 마디 길이 재보기

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: 멈춰 있을 때 마디 길이 0.50 m · 34 m/s로 달릴 때 앞쪽 0.45 m, 뒤쪽 0.55 m (소리 340 m/s) (비교용: 물체는 제자리에 두고 듣는 사람이 34 m/s로 달릴 때 마디 길이 0.50 m 그대로)

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. 멈춰서 소리를 낼 때 마디 길이 0.50 m를 [칸 A] 첫 줄에 적어 보세요.
  2. 34 m/s로 달릴 때 앞쪽 0.45 m, 뒤쪽 0.55 m였습니다. [칸 A]에 이어 적으세요.
  3. 0.50에서 앞쪽 값과 뒤쪽 값을 각각 뺀 차를 [칸 B]에 부호와 함께 적어 보세요.
  4. [칸 B]의 두 차의 크기를 견주어 같은지 다른지 [칸 C]에 적어 보세요.
  5. 340을 앞쪽·뒤쪽 마디 길이로 각각 나눈 값을 소수 첫째 자리까지 [칸 D]에 적으세요.
  6. 34를 680으로 나눈 값을 [칸 E]에 적고 [칸 B]의 값과 견주어 보세요.
칸 A — 세 경우의 마디 길이
칸 B — 0.50과의 차
칸 C — 두 차의 크기 비교
칸 D — 340 ÷ 마디 길이
칸 E — 34 ÷ 680
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)[칸 E]의 값이 [칸 B]의 차와 맞아떨어졌나요? 이것이 이 물체에서만 생긴 우연일까요, 어떤 빠르기에서도 생기는 규칙일까요? 68 m/s로 달릴 때 앞쪽이 0.40 m였다는 자료로 직접 확인한 결과와 함께 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 68÷680과 0.50−0.40을 견주어 보니 …

(2)물체가 달리면 왜 앞쪽 마디는 짧아지고 뒤쪽 마디는 길어질까요? 소리를 한 번 낼 때마다 물체가 어디에 가 있는지를 근거로 쓰세요. (15점)

✎ 다음 마디를 낼 때 물체는 이미 앞쪽으로 ___만큼 가 있으므로 …

(3)듣는 사람만 달릴 때는 마디 길이가 0.50 m 그대로였습니다. 이 경우와 이번 활동은 무엇이 달라 결과가 달라졌는지 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 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 마디 길이를 빠짐없이 정리하고, 차와 나눗셈을 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

소리를 내며 달리는 물체의 앞쪽과 뒤쪽에서 소리 한 마디 길이 재보기 · 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 600 Hz인 음원이 40 m/s로 다가온다. 정지한 관찰자가 듣는 진동수를 구하시오.
2.위 음원이 같은 빠르기로 멀어질 때 관찰자가 듣는 진동수를 구하시오.
3.위 두 진동수의 차를 구하시오.
4.음원이 40 m/s로 달릴 때 음원 앞쪽에서 소리의 파장을 구하시오. (f = 600 Hz, v = 340 m/s)
5.음원의 속력이 소리의 속력과 같아지면 앞쪽 파장이 어떻게 되는지 쓰고, 그때 나타나는 현상을 설명하시오.
정답
1. f' = f·v/(v−vs) = 600 × 340/300 = 680 Hz 2. f' = 600 × 340/380 ≈ 536.8 Hz 3. 680 − 536.8 ≈ 143.2 Hz 4. λ' = (v−vs)/f = 300/600 = 0.50 m 5. λ' = (v−vs)/f = 0 이 되어 파면이 한곳에 겹쳐 쌓이며 충격파(음속 폭음)가 생긴다
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