각자 흩어졌는데, 출발 시각은 왜 하나일까

지구과학 1 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
학년
이름
점수

안내 — 이 평가지에는 개념 용어가 일부러 빠져 있습니다. 지시대로 직접 계산하고, 그 결과를 여러분의 말로 해석·성찰해 서술하세요. 정답 문장은 정해져 있지 않으며 이유를 붙인 자기 생각이면 됩니다.
표1  가(지금까지 멀어진 거리 14억 광년, 1년에 0.10 광년씩 멀어짐) · 나(21억, 0.15) · 다(28억, 0.20) · 라(35억, 0.25)
표2 (비교)  마(14억, 0.20) · 바(21억, 0.10) · 사(28억, 0.35) · 아(35억, 0.14)  예제: 표1의 은하 가·나·다·라 (비교용: 표2의 은하 마·바·사·아)

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. 표1의 은하 가·나·다·라에 대해 (거리) ÷ (1년에 멀어진 거리)를 각각 계산해 [칸 A]에 적으세요.
  2. [칸 A]의 네 값이 서로 같은지 비교하고, 공통으로 나온 값을 [칸 C]에 적으세요.
  3. 표2의 은하 마·바·사·아에 대해서도 똑같이 (거리) ÷ (1년에 멀어진 거리)를 계산해 [칸 B]에 적으세요.
  4. [칸 B]의 네 값이 서로 같은지 판단해 [칸 D]에 '같음' 또는 '다름'으로 적으세요.
  5. [칸 C]의 값에 '년'을 붙여 소리 내어 읽고, 표1의 은하들이 '언제' 한곳에 있었을지 [칸 C] 아래에 적으세요.
칸 A — 표1 — 각 은하의 (거리)÷(1년에 멀어진 거리)
칸 B — 표2 — 각 은하의 (거리)÷(1년에 멀어진 거리)
칸 C — 표1에서 공통으로 나온 값 + 그 뜻
칸 D — 표2의 값 — 같음 / 다름
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)[칸 A]의 네 값이 모두 같게 나온 까닭은 무엇일까요? 그리고 [칸 C]의 값은 이 은하들에게 어떤 '시각'을 뜻한다고 생각하나요? 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)

✎ 멀리 있는 은하일수록 그만큼 빠르게 멀어져서, (거리)÷(1년에 멀어진 거리)가 …

(2)표1처럼 네 값이 하나로 같아지는 것은 이 네 은하라서 생긴 우연일까요, 어떤 은하들을 골라도 성립하는 규칙일까요? 거리와 속도를 내가 새로 정한 은하 하나를 만들어 직접 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 만든 은하: 거리 ___억 광년, 1년에 ___ 광년 → (거리)÷(속도)= ___

(3)[칸 B]의 값들은 [칸 A]와 달리 제각각이었습니다. 표2의 은하들은 표1과 무엇이 달랐기에 이런 차이가 생겼을지, 그리고 표2에서는 은하들이 한 시각에 한곳에 모여 있었다고 말할 수 있을지 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, 그 순서로 정한 이유를 한 문장 붙이세요. 빼도 되는 단계가 있으면 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. 특히 [칸 C]의 값에는 어떤 이름이 어울릴지 함께 쓰세요. (15점)

평가 기준
활동 수행 (30점)각 은하의 나눗셈을 정확히 하고, 공통값 찾기·같음/다름 판단을 빠짐없이 수행함상 · 중 · 하
해석 (40점)값이 하나로 같아진 까닭을 근거를 들어 자기 말로 설명하고, 우연/규칙을 새 사례로 검증함상 · 중 · 하
성찰 (30점)활동 순서를 스스로 재구성하고, 자신의 경험에 알맞은 이름(용어)을 연결함상 · 중 · 하
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연습 문제

각자 흩어졌는데, 출발 시각은 왜 하나일까 · 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.허블 법칙 v = H·r 에서 허블 상수 H = 70 km/s/Mpc 이다. 거리 r = 200 Mpc 인 은하의 후퇴 속도 v 를 구하시오.
2.어떤 은하의 후퇴 속도가 21000 km/s, 거리가 300 Mpc 로 측정되었다. 이 관측으로 구한 허블 상수 H 를 구하시오.
3.우주의 나이는 t = 1/H 로 나타낸다. 허블 상수 H 가 클수록 우주의 나이는 어떻게 되는지, 이유와 함께 쓰시오.
4.허블 상수 H 가 지금의 2배로 커진다면, 그 값으로 구한 우주의 나이 t 는 몇 배가 되는지 구하시오.
5.관측 가능한 우주의 끝에서 은하가 빛의 속도 c = 3×10⁵ km/s 로 멀어진다고 하면 그 거리는 r = c/H 이다. H = 70 km/s/Mpc 일 때 r 를 구하시오.
정답
1. v = 70 × 200 = 14000 km/s 2. H = v/r = 21000 ÷ 300 = 70 km/s/Mpc 3. H 가 클수록 우주의 나이 t 는 작아진다(짧아진다). t = 1/H 이므로 H 와 t 는 반비례하기 때문. 4. 1/2 배 (t = 1/H 이므로 H 가 2배면 t 는 1/2배) 5. r = 3×10⁵ ÷ 70 ≈ 4286 Mpc (≈ 4.3×10³ Mpc)
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