줄을 흔드는 잦기·빠르기와 굽이 하나의 길이

물리1 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
학년
이름
점수

안내 — 줄의 한쪽 끝을 손으로 잡고 위아래로 흔들면 줄을 따라 굽이치는 모양이 생깁니다. 아래 두 상황(같은 줄을 천천히/빠르게 흔들 때, 굵은 줄과 가는 줄을 이어 흔들 때)의 그림을 관찰해 칸을 채우고, 그 결과를 여러분의 말로 해석·성찰하세요.  예제: 같은 줄을 천천히 흔들 때와 빠르게 흔들 때 (비교용: 굵은 줄과 가는 줄을 이어 붙여 한쪽 끝을 흔들 때)

1

활동 — 그림을 관찰하고 칸 채우기

30점
  1. 줄을 천천히 흔들 때 생기는 그림에서 굽이 하나(한 번 올라갔다 내려온 마디)의 길이가 긴지 짧은지 [칸 A]에 적어 보세요.
  2. 같은 줄을 손을 더 자주 움직여 빠르게 흔들 때의 그림에서 굽이 하나의 길이를 [칸 B]에 적어 보세요.
  3. [칸 A]와 [칸 B]를 비교해, 손을 더 자주 흔든 쪽에서 굽이 하나의 길이가 어떻게 달라졌는지 [칸 C]에 적어 보세요.
  4. 굵은 줄과 가는 줄을 이어 붙여 흔든 그림에서, 굵은 줄 쪽과 가는 줄 쪽 굽이 하나의 길이를 비교해 [칸 D]에 적어 보세요.
  5. 그 그림에서 굽이가 더 빨리 지나가는 쪽(가는 줄)과 굽이 하나가 더 긴 쪽이 같은 쪽인지 다른 쪽인지 [칸 E]에 적어 보세요.
  6. [칸 C]와 [칸 E]를 나란히 놓고, '자주 흔들기'와 '빨리 지나가기'가 굽이 길이에 준 영향이 서로 같은지 반대인지 살펴보세요.
칸 A — 천천히 흔든 줄 — 굽이 하나의 길이
칸 B — 빠르게 흔든 줄 — 굽이 하나의 길이
칸 C — 자주 흔들수록 굽이 길이는?
칸 D — 굵은 줄 쪽 vs 가는 줄 쪽 굽이 길이
칸 E — 빨리 지나가는 쪽과 굽이 긴 쪽의 관계
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)[칸 C]에서 본 것(손을 자주 흔들수록 굽이 하나가 짧아짐)은 이 줄에서만 생긴 우연일까요, 다른 줄이나 용수철에서도 늘 생기는 규칙일까요? 직접 골라 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)

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

(2)[칸 D]·[칸 E]에서는 굽이가 더 빨리 지나가는 쪽에서 굽이 하나가 더 길었습니다. 앞의 '자주 흔들수록 짧아진다'와 반대처럼 보이는 까닭은 무엇일까요? 두 상황에서 무엇이 같고 무엇이 달랐는지로 설명해 보세요. (15점)

✎ 첫 상황에서는 ___이(가) 같았고, 둘째 상황에서는 ___이(가) 같았기 때문에 …

(3)[칸 A]와 [칸 B]는 손을 흔든 잦기가 서로 달랐습니다. 그 사이 같은 줄에서 굽이가 지나가는 빠르기는 같았을까요, 달랐을까요? 왜 그렇게 생각하는지 쓰세요. (10점)

3

성찰 — 활동을 내 것으로 만들기

30점

(1) 순서 다시 짜기 — 이 관찰을 처음 하는 친구에게 나라면 어떤 순서로 그림을 보여 줄지 쓰고, 왜 그 순서인지 한 문장으로 이유를 붙이세요. 지워도 되는 단계가 있다면 그것도 쓰세요. (15점)

(2) 이름 붙이기 — 오늘 관찰한 것을 세 문장으로 정리한 뒤, 각 문장이 가리키는 것(손을 흔든 잦기, 굽이 하나의 길이, 굽이가 지나가는 빠르기)에 교과서에서 배운(또는 배울) 과학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)

평가 기준
관찰 수행 (30점)두 그림에서 굽이 하나의 길이와 빠르기를 정확히 비교해 각 칸을 채움상 · 중 · 하
해석 (40점)자기 가설에 이유를 붙였고, 두 상황에서 같은 것과 다른 것을 근거로 구분함상 · 중 · 하
성찰 (30점)순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음상 · 중 · 하
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연습 문제

줄을 흔드는 잦기·빠르기와 굽이 하나의 길이 · 총 100점
학년
이름
점수

안내 — 앞에서 관찰한 규칙을 이번에는 과학 용어로 확인해 봅시다. 풀이를 빈 곳에 쓰고 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.

1.파동의 속력, 진동수, 파장 사이의 관계식을 쓰고, 세 물리량의 단위를 각각 쓰시오.
2.진동수가 5 Hz이고 파장이 0.4 m인 파동의 속력을 구하시오. (v = f λ)
3.파동의 속력이 340 m/s이고 진동수가 170 Hz일 때, 파장을 구하시오.
4.파동의 속력이 일정할 때 진동수가 커지면 파장은 어떻게 되는지 쓰고, 그림 III-1-2(같은 줄을 천천히·빠르게 흔들 때)를 근거로 설명하시오.
5.진동수가 일정할 때 파동의 속력이 빨라지면 파장은 어떻게 되는지 쓰고, 그림 III-1-3(굵은 줄과 가는 줄 연결)을 근거로 설명하시오.
6.진동수가 2 Hz인 파동의 주기를 구하시오. (주기 T = 1 / f)
정답
1. v = f λ (파동의 속력 = 진동수 × 파장) · 단위: v [m/s], f [Hz], λ [m] 2. v = 5 Hz × 0.4 m = 2 m/s 3. λ = v / f = 340 ÷ 170 = 2 m 4. 파장은 짧아진다. v가 일정하고 v=fλ이므로 f가 커지면 λ는 반비례로 작아진다. (그림: 빨리 흔들 때 파장이 짧다) 5. 파장은 길어진다. f가 일정하고 v=fλ이므로 v가 커지면 λ도 정비례로 커진다. (그림: 가는 줄에서 속력이 빠르고 파장이 더 길다) 6. T = 1 / 2 Hz = 0.5 s
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