"과학문화교육"

2008-08-25 (Vol 5, No 8)

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모든 사람의 과학문화 활동

[과학시범] 가속도계

목표 :
가속도의 방향과 크기를 볼 수 있는 장치의 원리를 이해하고, 원운동의 가속도 방향을 이해한다.

준비물 :
투명한 물병 1개, 가는 실 10 cm 정도, 스트로폼 조각 1개, 칼, 테이프

제작과정 :
스티로폼 조각을 물병 직경의 1/4 정도 크기로 잘라서 실에 매달고 병뚜껑에 실의 끝을 테이프를 이용하여 고정시킨다. 이때 실의 길이는 병 전체 길이의 2/3정도가 되도록 한다.
병에 물을 담고 뚜껑을 잘 닫아서 물이 새지 않도록 한다. 물이 샐 염려가 있으면 글루건이나 접착제로 병 뚜껑 주위를 밀봉하면 손쉽게 처리된다.

시범 진행:
가속도계를 첨부의 그림과 같이 책상위에 놓고 학생들이 볼 수 있도록 한다.

“이 물병을 정지한 상태에서 오른쪽으로 출발시키면 가속도의 방향이 어느 쪽일까?” 라고 질문하면?
병을 오른쪽으로 운동시키고 나서 학생들에게 관찰 결과를 질문한다.

유심히 관찰한 일부 학생들은 “병속의 스티로폼 조각이 오른쪽으로 움직였다가 다시 왼쪽으로 움직였다”고 답할 것이다.
“왜 왼쪽으로 다시 움직였을까?”

“이 병속의 스티로폼 조각의 움직이는 방향은 가속도의 방향과 일치하나요? 아니면 반대인가요?”

원운동에서의 가속도의 방향을 질문한다. 일반적으로 학생들의 대답은 양쪽으로 나누어진다. 반 정도는 구심 방향이라고, 반 정도의 학생들은 “원심방향”이라고 답한다. “일단 실험으로 알아 보자”고 학생들의 관심을 유도한 다음 원운동 실험을 한다.

특별한 장치가 없이 그림과 같이 손으로 병을 잡고 몸 전체를 돌리면 원운동이 된다. 이때 어지러워서 쓰러지지 않도록 한다. 한 두 바퀴 정도 회전하면 충분히 학생들에게 병속의 스티로폼의 움직임을 보여 줄 수 있다.

시범 후에 학생들에게 스티로폼의 운동 방향을 질문하면?

첨부
가속도계200808.hwp

조영신
강원대학교

과학문화교육연구소