네 개가 하나 될 때 사라지는 무게

지구과학 1 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
학년
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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: 별 속에서 가벼운 알갱이 4개가 무거운 덩어리 1개로 뭉치는 과정 (비교용: 지상에서 찰흙 공 4개를 그냥 붙여 큰 덩어리 1개를 만드는 과정)

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. [칸 A]에 별 속 가벼운 알갱이 한 개의 무게 1.008을 네 번 적고, 네 값을 모두 더해 합계를 [칸 A] 맨 아래에 적어 보세요.
  2. 별 속에서 이 네 개가 뭉쳐 만들어진 무거운 덩어리 한 개의 무게 4.003을 [칸 C]에 적어 보세요.
  3. [칸 A]의 합계에서 [칸 C]의 무게를 빼서, 사라진 무게를 [칸 E]의 왼쪽 칸에 적어 보세요.
  4. [칸 B]에 지상 찰흙 공 한 개의 무게 1.008을 네 번 적고, 네 값을 모두 더해 합계를 [칸 B] 맨 아래에 적어 보세요.
  5. 지상에서 네 공을 그냥 붙여 만든 덩어리 한 개의 무게 4.032를 [칸 D]에 적어 보세요.
  6. [칸 B]의 합계에서 [칸 D]의 무게를 빼서, 사라진 무게를 [칸 E]의 오른쪽 칸에 적어 보세요.
  7. [칸 E]의 두 값을 비교해, 사라진 무게가 0이 아닌 쪽에 ◯표 하세요.
칸 A — 별 속 가벼운 알갱이 4개의 무게(각각)와 합계
칸 B — 지상 찰흙 공 4개의 무게(각각)와 합계
칸 C — 별 속에서 만들어진 무거운 덩어리 1개의 무게
칸 D — 지상에서 붙여 만든 덩어리 1개의 무게
칸 E — 각 경우 '합계 − 덩어리 무게'로 구한 사라진 무게
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)별 속 경우에서 '사라진 무게'가 나온 것은 하필 1.008과 4.003이라서 생긴 우연일까요, 아니면 여러 개가 뭉쳐 만든 덩어리가 재료들의 합보다 가벼울 때면 늘 생기는 규칙일까요? 재료의 합과 덩어리의 무게를 여러분이 직접 정해 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 정한 재료 무게 합 ___ 과 덩어리 무게 ___ 로 해 보니 …

(2)별 속 경우의 [칸 E] 값과 지상 찰흙 경우의 [칸 E] 값은 서로 어떻게 달랐나요? 두 경우가 다르게 나온 것은 무엇 때문이라고 생각하는지 여러분의 생각을 쓰세요. (15점)

✎ 별 속에서는 사라진 무게가 ___ 이고 지상에서는 ___ 이었다. 그 차이는 …

(3)별 속에서 사라진 그 무게는 그냥 없어진 걸까요, 아니면 다른 무언가로 바뀐 걸까요? 별이 스스로 빛과 열을 내며 빛나는 것과 어떻게 이어질지 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 것(가벼운 알갱이, 무거운 덩어리, 뭉치는 과정, 사라진 무게, 빛과 열)에 교과서에서 배운(또는 배울) 과학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)

평가 기준
활동 수행 (30점)각 칸의 무게를 빠짐없이 더하고, 합계에서 덩어리 무게를 빼는 지시를 두 경우 모두 정확히 수행함상 · 중 · 하
해석 (40점)자기 가설에 이유를 붙였고, 재료 합과 덩어리 무게를 직접 정해 확인한 근거가 있음상 · 중 · 하
성찰 (30점)순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 과학 용어를 짝지음상 · 중 · 하
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연습 문제

네 개가 하나 될 때 사라지는 무게 · 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.주계열성이 빛을 내는 에너지원이 되는 핵융합 반응의 이름을 쓰고, 어떤 원자핵 몇 개가 어떤 원자핵 몇 개로 바뀌는 반응인지 쓰시오.
2.수소 원자핵 1개의 질량이 1.6864×10⁻²⁷ kg, 헬륨 원자핵 1개의 질량이 6.6954×10⁻²⁷ kg일 때, 수소 원자핵 4개가 헬륨 원자핵 1개로 융합할 때 줄어든 질량(질량결손)을 구하시오.
3.위에서 구한 질량결손이 모두 에너지로 바뀐다. 질량·에너지 등가 원리 E=Δmc² (c=3×10⁸ m/s)를 이용해 방출되는 에너지를 구하시오.
4.다음 중 주계열성이 중심부에서 에너지를 만드는 방식으로 옳은 것을 고르시오. (가) 수소 핵융합 (나) 헬륨 핵융합 (다) 무거운 원소의 핵분열 (라) 중력 수축만으로
5.수소 핵융합 반응이 시작되려면 별 중심부의 온도가 대략 몇 K 이상이어야 하는지 쓰고, 그렇게 높은 온도가 필요한 이유를 원자핵 사이에 작용하는 힘과 관련지어 쓰시오.
6.별 중심부의 수소가 모두 소모되면 별은 주계열 단계를 벗어난다. 이후 중심부에서 새로 일어날 수 있는 핵융합의 재료가 되는 원소는 무엇인지 쓰시오.
정답
1. 수소 핵융합 반응. 수소 원자핵(양성자) 4개가 헬륨 원자핵 1개로 바뀐다. 2. 4×1.6864×10⁻²⁷ − 6.6954×10⁻²⁷ = 6.7456×10⁻²⁷ − 6.6954×10⁻²⁷ = 5.02×10⁻²⁹ kg 3. E = 5.02×10⁻²⁹ × (3×10⁸)² = 5.02×10⁻²⁹ × 9×10¹⁶ ≈ 4.5×10⁻¹² J 4. (가) 5. 약 1000만(10⁷) K 이상. 양전하를 띤 원자핵끼리의 전기적 반발력을 이길 만큼 큰 운동 에너지가 필요하기 때문이다. 6. 헬륨
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