두 떨림 사이의 틈에 숨은 거리
지구과학 2 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 아래 표 1은 땅속 한 지점에서 갑자기 생긴 떨림이 여러 관측소에 도달한 시각 기록입니다. 떨림에는 빠른 것과 느린 것 두 가지가 있어 도착 시각이 다릅니다. 지시를 따라 손으로 직접 계산·비교한 뒤, 그 결과를 여러분의 말로 해석하고 성찰하세요. 정답 문장은 정해져 있지 않으니 이유를 붙인 자기 생각이면 됩니다.
| 표 1 · 관측소 | 가 | 나 | 다 | 라 |
| 떨림 시작점까지 거리 | 40 ㎞ | 80 ㎞ | 120 ㎞ | 모름 |
| 빠른 떨림 도착 | 5초 | 10초 | 15초 | 20초 |
| 느린 떨림 도착 | 10초 | 20초 | 30초 | 40초 |
표 2 — 두 떨림의 빠르기가
똑같다고 가정한 가상의 기록(대조용)
| 표 2 · 관측소 | 마 | 바 | 사 |
| 떨림 시작점까지 거리 | 40 ㎞ | 80 ㎞ | 120 ㎞ |
| 빠른 떨림 도착 | 5초 | 10초 | 15초 |
| 느린 떨림 도착 | 5초 | 10초 | 15초 |
예제:
여러 관측소의 떨림 도달 기록 (비교용: 빠르기가 같은 가상의 떨림)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①표 1에서 관측소 가·나·다의 (느린 떨림 도착 − 빠른 떨림 도착)을 각각 계산해 [칸 A]에 적으세요.
- ②[칸 A]의 세 값을 거리 40·80·120 ㎞와 나란히 놓고, 거리가 커질 때 어떻게 변하는지 [칸 B]에 적으세요.
- ③'거리 = (느린−빠른 도착의 차) × ▢' 이 되도록 ▢에 알맞은 수를 찾아 [칸 B]에 함께 적으세요.
- ④표 1의 라는 빠른 20초·느린 40초에 기록됐습니다. ②③의 규칙으로 라까지 거리를 구해 [칸 C]에 적으세요.
- ⑤표 2(두 떨림의 빠르기가 같은 경우)에서 마·바·사의 (느린−빠른) 차를 구해 [칸 D]에 적으세요.
- ⑥[칸 A]와 [칸 D]를 비교해, 표 2만으로 거리를 알 수 있는지 ○/×와 한마디 이유를 [칸 E]에 적으세요.
칸 B — 거리와 차의 규칙 (거리 = 차 × ▢)
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 B]에서 찾은 '거리 = 차 × ▢' 규칙은 표 1의 세 곳이라서 생긴 우연일까요, 어떤 관측소에서도 성립하는 규칙일까요? 표의 값을 이용해 새 거리를 하나 직접 정하고 그때의 두 도착 시간과 차를 만들어 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (20점)
✎ 나는 (우연 / 규칙)이라고 생각한다. 빠른 떨림은 40 ㎞에 5초 걸렸으니 ___ ㎞에는 ___초, 느린 떨림은 ___초 → 그 차 ___초 = 거리 ÷ 8 이므로 …
(2)표 2에서는 [칸 D]의 차가 모두 같아 거리를 알아낼 수 없었습니다. 표 1과 표 2는 두 떨림의 무엇이 달라서 이런 차이가 생겼다고 생각하나요? 여러분의 생각을 쓰세요. (20점)
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) | 두 도착 시간의 차를 정확히 계산하고, 거리와의 규칙을 찾아 모르는 거리와 대조 표까지 지시대로 처리함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 관찰한 규칙의 까닭을 근거를 들어 자기 말로 설명하고, 다른 사례로 우연/규칙을 검증함 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 활동 순서를 스스로 재구성하고, 자신의 경험에 알맞은 과학 용어를 연결함 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
두 떨림 사이의 틈에 숨은 거리 · 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.주시 곡선은 무엇을 나타낸 그래프인지 쓰고, 가로축과 세로축이 각각 무엇인지 쓰시오.
2.한 관측소에서 P파가 도착한 뒤 S파가 8초 늦게 도착했다. 진앙 거리 = PS시 × 8 ㎞/초 의 관계가 성립할 때, 이 관측소의 진앙 거리를 구하시오.
3.P파의 주시 곡선과 S파의 주시 곡선 중 어느 쪽이 더 가파른지 쓰고, 그 까닭을 두 파동의 속도와 관련지어 설명하시오.
4.두 관측소 ㄱ, ㄴ의 PS시(S파와 P파의 도착 시간 차)가 각각 5초, 12초였다. 진앙에서 더 멀리 떨어진 관측소는 어디인지 쓰시오.
5.서로 다른 세 관측소에서 각각 구한 진앙 거리를 이용해 지도에서 진앙의 위치를 찾는 방법을 쓰시오.
정답
1. 지진파가 진앙까지 도달하는 데 걸린 시간(주시)을 진앙 거리에 대해 나타낸 그래프. 가로축=진앙 거리, 세로축=지진파의 도달 시간. P파·S파 두 곡선을 함께 그린다.
2. 8초 × 8 ㎞/초 = 64 ㎞
3. S파 곡선이 더 가파르다. S파가 P파보다 느려 같은 거리를 가는 데 시간이 더 오래 걸리고, 거리가 멀수록 도달 시간이 더 빠르게 늘어나기 때문이다.
4. ㄴ (PS시가 클수록 진앙에서 멀다)
5. 각 관측소를 중심으로 그 관측소의 진앙 거리를 반지름으로 하는 원을 그리면, 세 원이 공통으로 만나는 한 점이 진앙이다.