충돌 전후에 변하지 않는 값 찾기

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

안내 — 이 평가지에는 개념 용어가 일부러 빠져 있습니다. 지시를 따라 손으로 직접 해 본 뒤, 그 결과를 여러분의 말로 해석하고 성찰하여 서술하세요. 정답 문장이 정해져 있지 않으니, 이유를 붙인 자기 생각이면 됩니다.  예제: 마찰이 없는 수평면에서 A(2 kg, 4 m/s)가 앞서가는 B(3 kg, 1 m/s)를 따라가 부딪힌 뒤 A는 1 m/s, B는 3 m/s가 된 경우 (비교용: 같은 면에서 A(1 kg, 6 m/s)가 멈춰 있던 B(2 kg, 0 m/s)를 부딪혀 둘 다 2 m/s가 된 경우)

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. [칸 A]에 부딪히기 전 A와 B 각각의 (질량)×(속도)를 계산해 단위와 함께 적어 보세요.
  2. [칸 B]에 부딪힌 뒤 A와 B 각각의 (질량)×(속도)를 계산해 단위와 함께 적어 보세요.
  3. [칸 A]와 [칸 B]에서 A의 값이 늘었는지 줄었는지, B는 어떤지 화살표(↑↓)로 표시하세요.
  4. [칸 A]의 두 값을 더해 [칸 C]에, [칸 B]의 두 값을 더해 [칸 D]에 적어 보세요.
  5. [칸 C]와 [칸 D]를 비교해서 같으면 =, 다르면 ≠를 두 칸 사이에 크게 쓰세요.
  6. 대조 사례(1 kg 6 m/s 물체가 멈춘 2 kg 물체를 부딪혀 둘 다 2 m/s)로 ①~⑤를 반복해 [칸 E]에 두 합을 적어 보세요.
칸 A — 부딪히기 전 각각의 (질량)×(속도)
칸 B — 부딪힌 뒤 각각의 (질량)×(속도)
칸 C — 부딪히기 전 두 값의 합
칸 D — 부딪힌 뒤 두 값의 합
칸 E — 대조 사례의 두 합
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)③에서 A와 B 각각의 값은 어떻게 달라졌나요? 그런데도 [칸 C]와 [칸 D]가 그렇게 나온 까닭을 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)

✎ A의 값은 ___만큼 ___고 B의 값은 ___만큼 ___어서, 둘을 더하면 …

(2)[칸 C]와 [칸 D]가 같게 나온 것은 이 두 물체라서 생긴 우연일까요, 어떤 부딪힘에서도 생기는 규칙일까요? 질량과 속도를 직접 정한 다른 사례로 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 정한 질량 ___ kg, ___ kg로 해 보니 …

(3)⑥의 [칸 E]는 [칸 C]·[칸 D]와 무엇이 같고 무엇이 달랐나요? 두 사례에서 공통으로 지켜진 것이 무엇인지 한 문장으로 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, (질량)×(속도) 값과 그 합에 대해 알아낸 사실에 교과서에서 배운(또는 배울) 물리 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)

평가 기준
활동 수행 (30점)각 칸의 값을 단위까지 정확히 계산하고, 증감 표시와 비교 기호를 지시대로 수행함상 · 중 · 하
해석 (40점)개별 값의 변화와 합의 관계를 근거로 설명했고, 스스로 정한 다른 사례로 확인함상 · 중 · 하
성찰 (30점)순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음상 · 중 · 하
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연습 문제

충돌 전후에 변하지 않는 값 찾기 · 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.질량 4 kg인 물체가 3 m/s로 운동할 때, 이 물체의 운동량의 크기를 구하시오.
2.마찰이 없는 수평면에서 질량 3 kg인 물체 A가 4 m/s로 운동하다가 정지해 있던 질량 1 kg인 물체 B와 충돌하였다. 충돌 후 A의 속도가 2 m/s(진행 방향 동일)일 때, B의 속도를 구하시오.
3.질량 2 kg인 물체에 일정한 힘 6 N을 3초 동안 작용하였다. 물체가 받은 충격량과 속도 변화량을 구하시오.
4.운동량 보존 법칙이 성립하기 위한 조건을 쓰고, 이 법칙이 상호 작용 하는 힘의 종류나 물체의 크기에 따라 달라지는지 쓰시오.
5.일직선 위에서 질량 2 kg인 A가 오른쪽으로 5 m/s, 질량 3 kg인 B가 왼쪽으로 2 m/s로 운동하다 충돌하여 하나로 붙어 움직였다. 충돌 후 속도를 구하시오.
정답
1. p = mv = 4 kg × 3 m/s = 12 kg·m/s 2. 충돌 전 3×4 + 1×0 = 12 kg·m/s, 충돌 후 3×2 + 1×v = 12 → v = 6 m/s 3. 충격량 I = FΔt = 6 N × 3 s = 18 N·s, Δp = 18 kg·m/s이므로 Δv = 18 / 2 = 9 m/s 4. 외부에서 힘이 작용하지 않으면 물체들의 운동량의 총합은 일정하게 보존된다. 힘의 종류나 물체의 크기에 관계없이 성립한다. 5. 오른쪽을 (+)로 두면 2×5 + 3×(−2) = 4 kg·m/s, (2+3)v = 4 → v = 0.8 m/s (오른쪽)
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