무게와 밝기의 숨은 배수

지구과학 2 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
학년
이름
점수

안내 — 이 평가지에는 별을 부르는 이름이 일부러 빠져 있습니다. 지시대로 손으로 계산한 뒤 그 결과를 여러분의 말로 해석·성찰하여 서술하세요. 정답 문장은 정해져 있지 않으니 이유를 붙인 자기 생각이면 됩니다.  네 별(태양을 1로 본 값) — ㉮ 무게 1·빛 1 / ㉯ 무게 2·빛 11 / ㉰ 무게 4·빛 128 / ㉱ 무게 8·빛 1450.  대조별 ◆ — 무게 1·빛 1450.  예제: 위 네 별 ㉮㉯㉰㉱ (비교용: 대조별 ◆)

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. 안내의 네 별 ㉮㉯㉰㉱를 무게가 작은 순서로, 이름·무게·빛을 [칸 A]에 옮겨 적어 보세요.
  2. 무게가 1→2, 2→4, 4→8로 2배 될 때 빛이 각각 몇 배 커지는지 나눗셈해 [칸 B]에 적으세요.
  3. [칸 B]의 세 값이 서로 비슷한지 다른지 보고, 가장 가까운 정수로 '약 몇 배'인지 적으세요.
  4. 각 별마다 무게를 빛으로 나눈 값(무게÷빛)을 계산해 [칸 C]에 적어 보세요.
  5. [칸 C]에서 무게가 가장 큰 별과 가장 작은 별의 값을 비교해, 더 큰 쪽에 ◯표 하세요.
  6. 안내의 대조별 ◆(무게 1·빛 1450)를 [칸 A]의 규칙에 대보고, 맞으면 예·틀리면 아니오를 [칸 D]에 적으세요.
칸 A — 별을 무게 작은 순으로 (이름·무게·빛)
칸 B — 무게가 2배 될 때 빛은 몇 배
칸 C — 각 별의 (무게 ÷ 빛) 값
칸 D — 대조별 ◆는 규칙에 맞는가 (예/아니오)
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)[칸 B]를 보면 무게가 2배 될 때 빛은 훨씬 크게 늘었습니다. 무게와 빛이 어떤 사이인지 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)

✎ 무게가 조금만 커져도 빛은 ___ 늘어난다. 왜냐하면 …

(2)이 '무게가 2배면 빛은 약 11배'라는 것은 이 네 별에서 생긴 우연일까요, 이런 종류의 별이면 늘 생기는 규칙일까요? 다른 무게 한 쌍(예: 2와 4 말고 새로)을 직접 골라 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 고른 무게 ___와 ___로 해 보니 …

(3)대조별 ◆는 무게가 ㉮와 같은 1인데도 빛이 1450이라 [칸 A]의 규칙을 벗어났습니다. 이 별은 무엇이 달라서 규칙을 따르지 않았을지 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. ([칸 C]에서 무게 큰 별이 더 빨리 타 버린다는 발견에도 이름을 붙여 보세요.) (15점)

평가 기준
활동 수행 (30점)네 별을 순서대로 옮기고, 나눗셈·비교·대조 판정을 각 칸에 정확히 수행함상 · 중 · 하
해석 (40점)무게와 빛의 사이를 근거로 설명하고, 우연/규칙을 다른 값으로 직접 확인했으며, 대조별의 벗어남을 해석함상 · 중 · 하
성찰 (30점)활동 순서를 스스로 재구성하고, 자기 경험(빛 급증·빨리 탐)에 알맞은 과학 이름을 연결함상 · 중 · 하
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연습 문제

무게와 밝기의 숨은 배수 · 각 20점 · 총 100점
학년
이름
점수

안내 — 1쪽에서 스스로 찾은 규칙을, 이번에는 배운 용어를 써서 반복 적용해 봅니다. 풀이 과정을 빈 곳에 쓰고, 다 푼 뒤 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요. (계산 문제는 광도 ∝ 질량³·⁵로 봅니다.)

1.주계열성에서 질량이 큰 별일수록 광도는 어떻게 되는지 한 문장으로 쓰고, 그 까닭을 설명하시오.
2.어떤 주계열성의 질량이 태양의 10배이다. 광도는 태양의 약 몇 배인가? (광도 ∝ 질량³·⁵로 계산)
3.주계열성의 수명은 대략 (질량 ÷ 광도)에 비례한다. 질량이 큰 별과 작은 별 중 수명이 짧은 쪽을 고르고 까닭을 쓰시오.
4.다음 별 중 주계열성의 질량-광도 관계를 벗어나는 것을 고르시오. (가) 질량 2배·광도 약 11배 (나) 질량 1배·광도 약 1500배 (다) 질량 0.5배·광도 약 0.09배
5.주계열성 A는 태양보다 질량이 3배이다. A의 광도는 태양의 약 몇 배이며(질량³·⁵), A와 태양 중 수명이 더 긴 별은 어느 것인가?
정답
1. 질량이 클수록 광도가 크다(광도 ∝ 질량의 약 3~4제곱). 질량이 크면 중심부 압력·온도가 높아 수소 핵융합 반응이 빠르게 일어나기 때문. 2. 약 3200배 (10³·⁵ ≈ 3160) 3. 질량이 큰 별. 질량이 커지면 광도가 훨씬 더 크게 늘어(광도 ∝ 질량³·⁵) 연료를 빠르게 소모하므로 수명이 짧다(수명 ∝ 질량÷광도). 4. (나) — 질량은 태양과 같은데 광도가 약 1500배로, 관계식(2배→약11배, 0.5배→약0.09배)에서 크게 벗어남(주계열성이 아닌 거성에 해당). 5. 광도 약 47배 (3³·⁵ ≈ 46.8). 수명은 태양이 더 길다(질량이 작을수록 수명이 김).
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