따로 잰 두 빠르기를 하나로 모으기

지구과학 2 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
학년
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안내 — 밤하늘의 별은 저마다 우주 공간을 움직입니다. 우리는 그 움직임을 서로 다른 방법으로 잰 두 개의 빠르기로만 알 수 있습니다. 이 두 빠르기로 별의 '진짜 빠르기'를 여러분 손으로 세워 보세요. 정답 문장은 정해져 있지 않으니, 이유를 붙인 자기 생각이면 됩니다.  예제: 별 가 (곧은 빠르기 30, 스친 빠르기 40) (비교용: 별 나 (스친 빠르기 0))

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. [칸 A] 모눈에 한 점을 찍고 위로 3칸(곧은 빠르기 30)·오른쪽 4칸(스친 빠르기 40)인 화살표 두 개를 직각으로 그리세요.
  2. [칸 A]에서 두 화살표로 직사각형을 완성하고, 시작점에서 맞은편 꼭짓점까지 대각선을 그으세요.
  3. 대각선이 몇 칸인지 세어 [칸 C]에 적고, 한 칸=10이므로 km/s 값으로도 바꿔 쓰세요.
  4. 3·4와 대각선 칸수를 각각 제곱해 [칸 D]에 적고, 앞 두 제곱의 합과 대각선 제곱을 비교하세요.
  5. 별 나(위로 3칸·옆으로 0칸)를 [칸 E]에 그려 대각선이 어떻게 되는지 적으세요.
  6. [칸 B]에 별 다(위로 6칸·옆으로 8칸)를 그려 대각선을 세어 [칸 F]에 적고, 별 가와 관계가 같은지 확인하세요.
칸 A — 별 가 — 두 화살표·직사각형·대각선 (모눈)
칸 B — 별 다 — 두 화살표·직사각형·대각선 (모눈)
칸 C — 별 가의 대각선 (칸 → km/s)
칸 D — 3²·4²·대각선² 과 두 제곱의 합
칸 E — 별 나의 대각선
칸 F — 별 다의 대각선 (칸 → km/s)
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)[칸 A]에서 두 화살표를 직각으로 그렸더니 대각선 하나가 자연스럽게 정해졌습니다. 이 대각선을 별 가의 '진짜 빠르기'라고 할 수 있는 까닭을 여러분의 말로 쓰세요. (15점)

✎ 두 화살표는 서로 ___ 방향이라서, 둘을 한꺼번에 나타내면 …

(2)④에서 앞 두 제곱의 합이 대각선의 제곱과 같았나요? 이것은 별 가라서 생긴 우연일까요, 어떤 별에서도 생기는 규칙일까요? 두 빠르기를 스스로 정한 별 하나로 직접 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 정한 별의 두 빠르기 ___와 ___로 해 보니 …

(3)별 나는 대각선이 별 가와 크게 달랐습니다(대각선이 '곧은 빠르기'와 같아졌지요). 무엇 때문에 이런 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)두 화살표를 직각으로 정확히 그리고, 직사각형·대각선을 그려 칸 수를 바르게 셈상 · 중 · 하
해석 (40점)관찰한 관계의 까닭을 근거를 들어 자기 말로 설명하고, 다른 별로 우연/규칙을 검증함상 · 중 · 하
성찰 (30점)활동 순서를 스스로 재구성하고, 자신의 경험에 알맞은 이름(용어)을 연결함상 · 중 · 하
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연습 문제

따로 잰 두 빠르기를 하나로 모으기 · 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.어떤 별의 시선속도가 7 km/s, 접선속도가 24 km/s이다. 이 별의 공간속도를 구하시오.
2.정지 상태에서 파장이 600 nm인 스펙트럼선이 어떤 별에서는 600.12 nm로 관측되었다. 빛의 속도 3×10⁵ km/s를 이용해 이 별의 시선속도를 구하고, 다가오는지 멀어지는지 판정하시오.
3.어떤 별의 고유운동이 0.20″/년, 거리가 25 pc이다. 접선속도를 구하시오. (접선속도 = 4.74 × 고유운동(″/년) × 거리(pc))
4.한 별의 스펙트럼선이 정지 상태와 똑같아 전혀 이동하지 않았다. 이 별의 공간속도는 무엇과 같은가? 이유와 함께 답하시오.
5.태양은 은하 중심을 약 220 km/s로 원운동한다. 은하 중심까지 거리가 8.5 kpc일 때 공전 주기를 구하시오. (1 pc = 3.1×10¹³ km, 1년 = 3.2×10⁷ s)
정답
1. √(7²+24²)=√625 = 25 km/s 2. v = 3×10⁵ × 0.12/600 = 60 km/s, 파장이 길어짐(적색편이)이므로 멀어짐 3. 4.74 × 0.20 × 25 = 23.7 km/s 4. 접선속도와 같다. 시선속도=0이므로 공간속도=√(0²+접선속도²)=접선속도 5. R=8.5×10³×3.1×10¹³≈2.6×10¹⁷ km → 2πR≈1.66×10¹⁸ km → T=1.66×10¹⁸÷220≈7.5×10¹⁵ s ≈ 2.4×10⁸년(약 2.4억 년)
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