미끄럼을 멈춰 세우는 무언가
지구과학 2 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 아래 두 실험 결과를 보고 지시대로 정리하세요. [실험1] 같은 세기로 민 나무토막이 표면마다 멈출 때까지 미끄러진 거리 — 유리판 520㎝, 마룻바닥 240㎝, 도화지 110㎝, 고무매트 38㎝. [실험2] 도시 위에서 높이별로 잰 바람의 빠르기 — 10 m 3㎧, 100 m 7㎧, 500 m 11㎧, 1500 m 14㎧. 개념 용어는 일부러 빠져 있으니, 손으로 정리한 뒤 이유를 붙인 자기 생각으로 해석·성찰하세요. 예제: 여러 표면 위 미끄럼과 도시 위 바람 (비교용: 매끄러운 바다 위 바람)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①[칸 A]에 실험1의 표면들을 미끄러진 거리가 짧은 것부터 이름과 거리를 나란히 적어 보세요.
- ②[칸 A]의 각 표면을 손으로 만졌다고 상상해, 거친지 매끄러운지 한 단어씩 옆에 적어 보세요.
- ③[칸 B]에 실험2의 높이와 바람 빠르기를 낮은 높이부터 순서대로 적어 보세요.
- ④실험1에서 가장 짧게 미끄러진 표면을 [칸 C]에 적고, 그 표면의 거친 정도에 ◯표 하세요.
- ⑤실험2에서 바람이 가장 느린 높이를 [칸 D]에 적고, 땅에서 가까운지 먼지 함께 적어 보세요.
- ⑥매끄러운 바다 위 10 m에서는 바람이 5㎧였습니다. 도시 위 10 m와 비교해 어느 쪽이 빠른지 [칸 E]에 적어 보세요.
칸 A — 실험1 — 짧게 미끄러진 것부터 (표면 이름·거리)
칸 B — 실험2 — 낮은 높이부터 (높이·바람 빠르기)
칸 E — 바다 위 10 m와 도시 위 10 m 비교
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)거칠게 느껴지는 표면일수록 미끄러진 거리는 어떻게 되었나요? 잘 미끄러지던 나무토막을 멈추게 한 것은 무엇이라고 생각하는지 여러분의 말로 쓰세요. (15점)
✎ 거친 표면일수록 미끄러진 거리가 ___고, 나무토막을 멈추게 한 것은 표면이 …
(2)'표면이 거칠수록 더 빨리 멈춘다'는 것은 이 네 표면에서만 생긴 우연일까요, 어떤 표면에서도 생기는 규칙일까요? 여러분이 직접 고른 다른 표면 두 개로 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 고른 표면 ___와 ___로 해 보니 …
(3)실험2에서 땅에 가까운 바람이 더 느렸고, [칸 E]에서 매끄러운 바다 위 바람은 도시 위보다 빨랐습니다. 땅이나 도시가 바람에게 실험1의 거친 표면과 같은 일을 한다면, 무엇 때문에 이런 차이가 생겼을지 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) | 두 실험 자료를 지시대로 빠짐없이 정리하고, 거친 정도·높이·비교 표시를 정확히 했음 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 무엇이 멈추게 했는지 자기 말로 설명하고, 다른 표면을 직접 골라 규칙을 확인한 근거가 있음 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 과학 용어를 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
미끄럼을 멈춰 세우는 무언가 · 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.빙판길에서 걷기 어려운 까닭을 '물체의 운동을 방해하는 힘'과 관련지어 설명하시오.
2.책상 위 나무토막을 밀 때, 접촉면이 거칠수록·물체가 무거울수록 마찰력은 각각 어떻게 변하는지 쓰시오.
3.같은 나무토막을 넓은 면으로 눕혔을 때와 좁은 면으로 세웠을 때, 미는 데 필요한 힘(운동마찰력)을 비교하시오. (접촉면 넓이만 다름)
4.정지해 있던 상자를 점점 세게 밀다가 어느 순간 움직이기 시작했다. 움직이기 직전과 움직인 직후 중 상자에 작용하는 마찰력이 더 큰 때는 언제인가?
5.지표면 부근에서 부는 바람은 마찰력 때문에 상공의 바람과 어떻게 달라지는지, 빠르기와 방향 두 측면에서 쓰시오.
정답
1. 빙판은 발과 바닥 사이의 마찰력이 매우 작아, 발을 앞으로 나아가게 붙잡아 주는 힘이 부족해 미끄러지기 때문이다.
2. 접촉면이 거칠수록 마찰력이 커지고, 물체가 무거울수록(누르는 힘=수직항력이 클수록) 마찰력이 커진다.
3. 거의 같다. 마찰력은 접촉면의 넓이와는 관계없고, 접촉면의 거칠기와 누르는 힘(무게)에 따라 정해지기 때문이다.
4. 움직이기 직전(최대 정지마찰력)이 움직인 직후(운동마찰력)보다 크다.
5. 마찰력이 바람의 빠르기를 줄여 상공보다 느려지고, 등압선과 나란하지 않게 등압선을 비스듬히 가로질러 저기압 쪽으로 분다.