돌아온 신호의 부호로 비구름이 다가오는지 멀어지는지 지도에 표시하기

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: 보낸 신호 1초에 30억 번 · 네 지점 A~D에서 돌아온 신호의 차 +400, −300, +600, 0 Hz (비교용: 10분 뒤 A 지점의 차가 +800 Hz로 커짐)

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. 네 지점 A~D의 신호 차 +400, −300, +600, 0 Hz를 [칸 A]에 지점 이름과 함께 적으세요.
  2. 값이 양수인 지점과 음수인 지점을 나누어 [칸 B]에 각각 적어 보세요.
  3. 각 지점의 값을 20으로 나눈 크기를 [칸 C]에 m/s 단위로 적어 보세요.
  4. [칸 C]에서 크기가 가장 큰 지점에 ◯표 하고 그 지점 이름을 [칸 D]에 적으세요.
  5. 10분 뒤 A의 값이 +800으로 커졌습니다. 20으로 나눈 크기를 [칸 C] 아래에 적으세요.
  6. 값이 0인 지점이 정말 멈춰 있는 것인지 [칸 E]에 자기 판단을 한 줄로 적어 보세요.
칸 A — 네 지점의 신호 차
칸 B — 부호별로 나눈 지점
칸 C — 값 ÷ 20 (m/s)
칸 D — 크기가 가장 큰 지점
칸 E — 값이 0인 지점에 대한 판단
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)[칸 C]의 값이 클수록 그 지점의 비구름이 빨리 움직인다고 볼 수 있을까요? 이것이 이 자료에서만 통하는 우연일까요, 어떤 지점에서도 통하는 규칙일까요? 값이 +200인 새 지점 E의 크기를 예측한 뒤 실제 10 m/s와 견준 결과와 함께 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 200÷20을 계산해 보니 ___였고 …

(2)지도 위 한쪽은 +, 반대쪽은 −로 나뉘어 나타났습니다. 이 부호가 각각 무엇을 뜻하는지 쓰고, 그렇게 판단한 이유를 함께 쓰세요. (15점)

✎ 값이 +인 곳은 우리 쪽으로 ___, −인 곳은 ___ 것이라고 본다. 왜냐하면 …

(3)D 지점은 값이 0이었지만 실제로는 비구름이 빠르게 옆으로 흐르고 있었습니다. 무엇 때문에 값이 0으로 나왔을지 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)네 지점의 값을 빠짐없이 부호별로 나누고, 크기를 정확히 계산함상 · 중 · 하
해석 (40점)자기 가설에 이유를 붙였고, 새 지점을 예측해 직접 견준 근거가 있음상 · 중 · 하
성찰 (30점)순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음상 · 중 · 하
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연습 문제

돌아온 신호의 부호로 비구름이 다가오는지 멀어지는지 지도에 표시하기 · 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.진동수 3.0 GHz인 기상 레이더에서 어떤 지점의 진동수 차가 +400 Hz로 측정되었다. 그 지점 강수 입자의 시선 방향 속력을 v = Δf·c/(2f₀)로 구하시오. (c = 3×10⁸ m/s)
2.도플러 레이더 화면에서 진동수 차가 +인 영역과 −인 영역이 각각 무엇을 뜻하는지 쓰시오.
3.강수 입자가 실제로 빠르게 움직이는데도 진동수 차가 0으로 측정될 수 있는 까닭을 설명하시오.
4.진동수 5.0 GHz인 레이더에서 강수 입자가 25 m/s로 멀어질 때 진동수 차의 크기를 구하시오.
5.도플러 레이더로 태풍의 회전이나 토네이도를 알아낼 수 있는 까닭을 설명하시오.
정답
1. v = 400 × 3×10⁸/(2 × 3.0×10⁹) = 20 m/s (레이더 쪽으로 접근) 2. +(청색 편이)는 레이더 쪽으로 다가오는 영역, −(적색 편이)는 레이더에서 멀어지는 영역 3. 속도가 레이더의 시선 방향과 수직이면 시선 방향 성분이 0이어서 Δf = 0이 되기 때문 4. Δf = 2 × 25 × 5.0×10⁹/3×10⁸ ≈ 833 Hz (진동수는 감소) 5. 인접한 두 영역에서 접근(+)과 후퇴(−)가 짝을 이루어 나타나면 그 사이에서 공기가 회전하고 있음을 알 수 있기 때문
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