"과학문화교육"

2008-07-25 (Vol 5, No 7)

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모든 사람의 과학문화 활동

[과학완구] 비탈에서의 가속 운동

목표
물체가 비탈을 내려가면서 속도가 점점 빨라지는 운동을 쉽게 측정하는 방법을 체험하게 한다.

준비물
스톱와치 2개, 음료가 들어 있는 음료수캔 1개, 빈 음료수 캔 1개, 포스트잇 3장, 비탈면(길이 80 cm, 폭 20 cm, 두께 2 mm 정도 베니어판) 1개, 비탈면 받침대(높이 1.3 cm, 폭 2 cm, 길이 20 cm) 1개

제작과정
비탈면의 길이를 측정하여 길이의 반이 되는 지점을 표시하여 두었다가 실험 전에 학생들에게 보여 주면서 포스트잇을 아래 그림과 같이 부착한다.

수업 진행 (사진은 첨부에 있음)
- 비탈의 길이를 반으로 나누어서 포스트잇 등을 부착하여 의자에 앉아 있는 학생들도 볼 수 있도록 표시한다.
- 두 개의 스톱와치를 이용하여 A에서 B까지, B에서 C까지 물체가 내러 오는데 걸리는 시간을 두 명의 학생이 각각 측정한다.
- 두 구간을 각각 내러 오는데 걸리는 시간을 칠판에 게시하고, 학생들이 그 시간의 차이로부터 각각 평균속도를 구하도록 한다.(평균속도 = 이동한 거리/시간)
- 두 구간의 평균 속도가 다른 것으로부터 비탈에서의 물체의 운동이 가속 운동임을 알아 보게 한다.

이론 설명
운동에는 등속도 운동과 가속운동이 있다. 등속도 운동은 속도가 일정한 운동이고, 가속 운동은 속도가 변하는 운동이다. 자연에서 일어나는 운동은 대체로 가속운동들이다. 지구중력에 의하여 자유 낙하하는 물체는 가속운동을 하게 된다. 이 가속운동은 가속도의 크기가 너무 크기 때문에 측정하는데 어려움이 있어서 시간기록계나 전자기록계 등을 이용하여 가속도를 측정하였다. 비탈을 사용하면 중력에 의한 가속도의 크기를 아주 작게 할 수 있어서 일반 실험실에서 사용하는 스톱와치로도 가속도운동을 학생들과 같이 탐구할 수 있다.

(사진과 탐구 결과 등은 첨부에 있습니다. 편집 일꾼)

첨부
비탈에서의_가속도운동200807.hwp

조영신
강원대학교

과학문화교육연구소