무게가 기울면 저절로 생기는 움직임
지구과학 1 · 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: 무게 1·3인 두 공기 기둥 (비교용: 무게가 모두 같은 두 공기 기둥)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①[칸 A]에 두 기둥을 나란히 그리고, 왼쪽(따뜻한 공기) 두 블록 무게는 1, 오른쪽(차가운 공기) 두 블록 무게는 3으로 적으세요.
- ②각 블록 옆에 '높이 자리'를 적으세요: 아래 칸은 1, 위 칸은 2입니다.
- ③[칸 B]에 무거운 블록 둘은 아래 두 자리에, 가벼운 블록 둘은 위 두 자리에 오도록 다시 그리세요.
- ④[칸 A]에서 각 블록의 (무게 × 높이 자리)를 모두 더해 [칸 C]에 적으세요.
- ⑤[칸 B]에서도 (무게 × 높이 자리)를 모두 더해 [칸 D]에 적고, [칸 C]에서 [칸 D]를 빼 [칸 E]에 적으세요.
- ⑥두 기둥 블록 무게를 모두 2로 바꿔 ③~⑤를 되풀이한 뒤, 처음과 다시 그린 그림의 점수 차이를 [칸 F]에 적으세요.
칸 A — 처음 그림 — 두 기둥을 나란히 두고 각 블록의 무게 적기
칸 B — 다시 배열한 그림 — 무거운 블록은 아래, 가벼운 블록은 위
칸 E — 두 점수의 차이 (칸 C − 칸 D)
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 E]의 값은 0보다 컸습니다. 무거운 블록이 아래로 내려가면 높이 점수가 왜 줄어드는지, 그리고 그 줄어든 만큼이 실제 공기에서는 무엇으로 나타날지 여러분의 말로 쓰세요. (15점)
✎ 무거운 블록이 아래로 가면 (무게 × 높이 자리)의 합이 ___지고, 줄어든 그만큼은 공기의 ___으로 …
(2)이렇게 '점수가 줄어드는 일'은 무게가 1과 3이라서 생긴 우연일까요, 아니면 무게가 다른 어떤 두 기둥에서도 생기는 규칙일까요? 무게 숫자를 직접 다르게 골라 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 고른 무게 ___와 ___로 해 보니 …
(3)[칸 F](두 기둥의 무게가 모두 같을 때)의 차이는 [칸 E]와 무엇이 달랐나요? 무엇 때문에 그런 차이가 생겼는지 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) | 각 블록의 무게·높이 자리를 정확히 매기고, 두 그림의 점수와 그 차이를 빠짐없이 계산함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 점수가 줄어드는 까닭에 이유를 붙였고, 무게를 직접 다르게 골라 확인한 근거와 무게가 같을 때의 차이를 함께 설명함 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 과학 용어를 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
무게가 기울면 저절로 생기는 움직임 · 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.온대 저기압이 발달할 때 주된 에너지원이 무엇인지 쓰고, 그 에너지가 어떤 형태의 에너지로 전환되어 저기압을 발달시키는지 쓰시오.
2.찬 공기와 따뜻한 공기가 만났을 때 두 공기가 각각 어느 방향(위/아래)으로 이동하며, 그 결과 공기 전체의 무게중심 높이가 어떻게 변하는지 순서대로 쓰시오.
3.온대 저기압에서 공기의 무게중심이 더 많이 낮아질수록 저기압이 얻는 에너지의 양은 어떻게 되는지 쓰고, 그 까닭을 위치 에너지와 관련지어 설명하시오.
4.다음 두 상황 중 온대 저기압을 발달시킬 수 있는 에너지가 더 큰 쪽을 고르고 이유를 쓰시오. (가) 기온 차가 큰 두 공기가 만남 (나) 기온이 거의 같은 두 공기가 만남
5.태풍(열대 저기압)의 주된 에너지원은 수증기가 응결할 때 방출하는 숨은열(잠열)이다. 온대 저기압의 에너지원은 이와 무엇이 다른지 한 문장으로 쓰시오.
정답
1. 서로 온도가 다른 찬 공기와 따뜻한 공기가 만나 찬 공기가 따뜻한 공기 아래로 파고들 때 감소하는 '위치 에너지'가 에너지원이며, 이 위치 에너지가 '운동 에너지'로 전환되어 온대 저기압을 발달시킨다.
2. 무거운 찬 공기는 따뜻한 공기 아래로 내려가고 가벼운 따뜻한 공기는 위로 올라가며, 그 결과 공기 전체의 무게중심 높이가 낮아진다.
3. 무게중심이 더 많이 낮아질수록 감소하는 위치 에너지가 커지므로, 운동 에너지로 전환되어 저기압이 얻는 에너지의 양도 많아진다.
4. (가). 기온 차가 크면 두 공기의 밀도(무게) 차이가 커서 찬 공기가 파고들 때 무게중심이 크게 낮아지고, 그만큼 감소하는 위치 에너지(전환될 에너지)가 크기 때문이다. (나)는 기온 차가 거의 없어 무게중심 변화가 작아 발달 에너지가 작다.
5. 태풍은 수증기의 응결로 방출되는 숨은열(잠열)을 에너지원으로 하지만, 온대 저기압은 찬 공기와 따뜻한 공기의 기온·밀도 차이로 무게중심이 낮아질 때 감소하는 위치 에너지를 에너지원으로 한다.