용수철을 이용한 물체의 무게 측정을 가르치고 재미있는 활동을 해 보기로 했다.
그래서 준비한 휴대용 디지철 저울 측정기
보통 여행용 가방의 무게를 측정하기 위해 만든 저울인데 가격도 싸고, 40-50Kg까지 측정이 가능하다.
재미없고 딱딱한 실험이지만, 모둠별로 실제 체험을 하게 해 보자.
모둠을 구성한 다음 모둠별로 가방 2개를 준비한다.
선생님이 제시한 무게가 나오도록 가방에 물건을 채워 넣도록 하자. (처음에는 얼만큼 무게를 측정할 건지 알려주지 말자)
용수철 저울이나 생수병을 제공하면 더 재미있는 실험이 가능하다.
과학실에 용수철 저울 1개를 제공하거나. 물이 들어있는 생수병의 무게를 알려주고 비교해 볼 수 있도록 제공 해도 좋다. (용수철 저울과 생수병을 제공하면 시키지 않아도 생수병 무게를 열심히 측정한다. 왜냐하면 그래야 나중에 원하는 무게를 만들어 낼때 대충 비교해 가면서 짐작할 수 있기 때문이다. - 5분 후 용수철 저울을 회수하겠다고 하면 더 열심히 측정한다.)
이제 문제를 제시하고 (가방 무게를 10kg(또는 100N)으로 맞추세요.)
제한 시간을 주고 가방 무게가 10kg 이 되게 만들어 보게 하자. (보통 저울은 질량단위로 나온다. 그냥 kg을 측정하게 하자)
다른 도구는 없다. 그냥 각자 물건을 들어보거나, 아까 구한 생수병과 같은 대조군과 비교해 가면서 가방 무게를 5kg으로 맞추면 된다.
다 만들었으면 앞으로 가지고나와 모둠별로 여행용 디지털 저울을 이용하여 무게를 측정하고 칠판에 결과를 기록한다. (시간 여유가 있으면 수정할 기회를 1번씩 줄 수도 있다.)
당연히 가장 근접하게 무게를 맞춘 모둠에게 점수를 부여한다.
그리고 2번째 문제를 출제한다. 이번에는 2번째 가방의 무게도 10kg이 되게 또는 5kg이 되게 만들어 보자.
첫번째 가방을 분해한 모둠은 손해다. 첫번째 가방의 무게를 알려 주었기 때문에 두번째 가방의 무게를 맞출때 첫번째 가방과 비교해 가면서 맞추면 더 쉽게 맞출 수 있다.
<팁> 저울은 보통 질량의 단위로 나온다. 나온 단위를 N으로 바꿔서 답하게 하면, 질량과 무게의 계산 관계도 공부하게 할 수 있다.
가방 대신 김치통이나 바구니를 나눠 주고 실험을 할 수도 있다.
<또다른 방법>
무게를 맞추기 위해 무엇을 담는 것이 번거로우면 김치통이나 바구니 안에 주변에 있는 물체를 대충 미리 담아 놓고, 모둠별로 돌아가면서 손으로 들어보고, 예상 무게를 적게 한 다음, 나중에 앞에서 직접 측정하면서 무게를 확인하게 할 수 있다.
<추가실험>
여행용 디지털 저울을 양손으로 잡고 잡아 당기게 하면 양팔을 벌리는 힘을 측정할 수도 있다. 단 욕심을 부리다 보면 인대가 늘어나거나, 어깨가 빠질정도로 아플 수 있으니 주의할 것
- 학생들 대상으로 할때는 누구 힘이 더 센지 겨루기 보다 잡아당겨 50N 만들기와 같이 특정 값을 맞추게 하는 것이 더 좋다. 추가로 모둠에서 1명씩 대표를 뽑아 여행용 디지털 저울을 바닥에 걸어 놓고 잡아당겨 50N만들기 시합을 해도 좋다. 잡아당기는 학생은 값을 보면 안된다. 아까 만들었던 책가방의 무게를 생각하면서 잡아 당기게 하자.
- 우리반학생 중 누구 가방이 제일 무거울까(누가 제일 무겁게 들고 다닐까?)
<결론>
과학실에 가지 않아도, 또 별다른 준비물이 없어도, 여행용 디지철 저울 1개만 가지면 무게에 대한 재미있는 실험과 체험을 할 수 있다.
