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협력하여 고무줄로 종이컵 쌓기 (힘의 합력과 탄성력 이용) 힘의 합력에 대해 배우고 나서 즐겨하는 활동이다. 준비물도 간단해서, 마음만 먹으면 바로 진행할 수 있다. 과학 수업 시간뿐만 아니라 최근에는 일반교과 시간에도 모둠 활동으로도 많이 활용하고 있다. 학기 말 모둠 활동으로 기록이나 경쟁게임으로도 좋다. 고무줄, 50cm 끈 4개, 종이컵 너무 쉬워서 만드는 방법은 설명이 필요 없다. 1개의 고무줄에 끈 4개를 연결하면 된다. 여유가 있다면 고무줄에 끈을 직접 연결하지 말고, 클립을 통해 연결한다. 그럼 클립이 고무줄 사이를 이동해 다니기 때문에 좀 더 협력이 필요하다. 그리고 끈 끝에 고리를 연결해 주는 것도 좋다. 고리에 손가락을 넣고 게임을 하게 할 수 있다. 고리가 없으면 학생들이 자꾸 끈을 짧게 잡으려고 한다. 클립이나 고리 대신 실로 고리를 만들.. 2023. 1. 4.
역학적 에너지보존법칙(총알 속력과 높이) 역학적 에너지 보존법칙을 확인하는 실험은 보통 높은 곳에서 물체를 떨어뜨리고, 바닥에 도착하기 전에 속력을 측정해서, 위치에너지가 운동에너지로 모두 전환되는 걸 보여주는 실험이 대부분이다. 좀 더 재미있는 실험을 해 볼 수는 없을까 생각을 하다가, 장난감 총을 이용한 실험을 설계해 보았다. 쇠 구슬보다 총알은 가볍고, 부피가 크기 때문에 공기저항도 많이 받고 오차가 심할 수 있다. 하지만 중학교 수준에서 정확한 실험 결과도 중요하지만, 학생들이 흥미를 갖고 실험을 하게 하고 싶었다. 그리고 기존의 실험과 반대가 되는 역발상으로 새로운 실험에 도전해 보고 싶었다. 장난감 총알을 하늘로 발사해서 올라간 높이를 측정하면 처음 발사된 총알의 속력을 알 수 있지 않을까? 그런데 총알이 가볍고 속력이 빨라서 올라간.. 2023. 1. 4.
총알 속도 측정 실험(탄동진자) - 운동량보존법칙, 에너지보존법칙 총알의 속력을 어떻게 측정할 수 있을까? 운동량 보존법칙과 에너지 보존법칙을 이용하면 총알의 속력을 측정할 수 있다. 실제 초기에 만들어진 총의 경우 매달린 나무토막에 쏴서 총알 속력을 측정 했다고 한다. 학교에서는 BB탄 권총과 고무찰흙을 이용하여 BB탄 총알 속력을 측정하는 실험을 하는 경우가 많다. 필자도 따라 해 봤는데 문제가 있다. BB탄총은 생각보다 위험하다. 보안경을 쓰고 주의를 준다 해도 위력이 강해 많은 학생들을 대상으로 여러반에서 반복 실험을 하다 보면 사고가 날 확률이 높아진다. 그래서 좀 더 안전한 실험으로 개선해 보았다. BB탄 총알과 고무찰흙은 비탄성충돌이어야 한다. BB탄 보다 안전한 다트총알을 사용하고 구하기 쉬운 작은 종이컵(소주잔 크기)에 스티커를 붙여 비탄성충돌 실험이 .. 2023. 1. 3.
탄산수 내부에 녹아있는 이산화탄소양(기체용해도) [탄산수 실험4] 탄산수에는 이산화탄소가 얼마나 들어 있을까? 이전 실험에서 풍선불기에 실패한 적이 있다. 왜 실패 했는지 알기 위해서는 구입한 탄산수 안에 이산화탄소양이 얼마나 들어 있는지 알아낸 후, 탄산수에 있는 이산화탄소가 모두 빠져나왔을 부피가 얼마나 증가하는지 알아보면, 풍선을 불 수 있는지 알 수 있을 것이다. 그래서 탄산수 내부에 이산화탄소가 얼마나 들어있는지 알아보기로 했다. 이건 기체용해도와 관련이 있다. (인터넷 검색을 해 봤지만, 정확하게 나와 있는 곳이 없어서 시간이 많이 걸렸다.) 헨리의 법칙에 의하면 부분압을 고려한 기체의 용해도 식은 P=K × S 가 된다. 이때 P는 기체 분압(atm) K 는 25도일 때 물에 대한 이산화탄소 헨리상수 29.76 atm/(mol/L) S 는 리터당 몰 용해도.. 2023. 1. 2.
스텔스기 사진뒤 별자리 보고 위치 알아내기 인터넷에 올라온 내용이다. 군비행장에서 촬영된 스텔스기 사진뒤에 별자리를 보고 스텔스기가 있는 비행장 위치를 알아냈다고 한다. 1. 스텔스기 사진 뒤 별자리를 그린다. 2. 웹사트에서 촬영된 날짜를 확인하고, 촬영된 시간을 알아낼 수 있다. 3. 스텔라리움 앱에 그 날짜의 별자리를 추적해 보면, 북극성 위치를 알 수 있고 위도도 알아낼 수 있다. 4. 북위 34-35도 정도라는 걸 알아내고 미국지도에 해당 위도에 선을 긋는다. 5. 해당위도에 위치하는 비행장을 찾아내서, 공장이 있는 비행장을 추적해서 특정 비행장을 알아낼 수 있다. 6. 사진 좌측에 촬영된 건물 일부와 구글지도를 이용해 비행기 위치를 특정할 수 있다. 끝. 2022. 12. 29.
물병 세우기(Bottle flipping) 과학적 원리-각운동량, 탄성력 병 뒤집기 (Bottle Flipping)는 일반적으로 물이 채워진 플라스틱병을 공중으로 던져서 한 바퀴 회전시킨 후 바닥에 똑바로 세우는 놀이다. 빈 병이나 물을 가득 채운 병으로 하면 잘되지 않는다. 또 물병을 제자리에서 떨어뜨려도 성공하기 쉽지 않다. 병을 회전시키는 이유는 뭘까? 거기에는 어떤 과학적 원리가 들어가 있을까? 잘 구성하면 탐구 활동 수업도 가능하다. 우선 초고속으로 촬영한 영상을 보여주고, 관찰한 사실들을 최대한 많이 기록하게 해 보자. 병이 회전 속도, 병 속에 들어있는 물의 움직임 등등... https://youtu.be/3neWn4FNuzU 1. 반발력(탄성)을 줄이는 효과? 필자가 찾아낸 첫 번째 원리는 반발력에 관한 것이다. 기존 자료에서는 각운동량에 관한 이야기가 주로 나.. 2022. 12. 25.
물병 세우기(Bottle flipping) - 병 뒤집기로 할 수 있는 다양한 게임 병 뒤집기 (Bottle Flipping)는 일반적으로 물이 채워진 플라스틱병을 공중으로 던져서 한 바퀴 회전시킨 후 바닥에 똑바로 세우는 놀이다. 학급에서 게임하다 보니, 학교 축제때 부스로 운영하거나 게임으로 활용해도 좋을 듯 하다. 수업시간에 페트병만 준비하면 학생들과 직접 해 보면서 게임을 할 수 있다. 나름 과학적인 원리도 있어서 과학 시간에는 잘 세우기 위한 방법을 찾아가는 수업을 진행해도 좋다. 물은 1/3 정도 미리 넣어 주었다. 시간적 여유가 있다면 물의 양도 직접 찾아보게 하면 좋다. 물병을 세우는 방법은 간단하다. 플라스틱 물병의 목 부분을 잡고, 가볍게 위로 던져 한 바퀴 회전시킨 후 바닥에 넘어지지 않고 세우면 된다. 이때 물의 양은 1/3정도(약 20%~40%) 채우는 것이 좋다.. 2022. 12. 25.
미래교육(스마트교육)을 준비하며(ChatGPT 인공지능 채팅 사용법 포함) 1. 인터넷을 통해 정보검색을 하던 시절이 있었다. 인터넷 초기에 독사에 물린 아버지를 인터넷 검색을 통해 어떤 독사인지를 확인하고 의사에게 알려, 해독약을 투여 받고 살릴 수 있었다는 기사가 나오던 시절이었다. 전 세계 존재하는 정보를 검색을 통해서 직접 가지 않고도 확인할 수 있다는 것은 놀라운 일이었다. 유명한 석학에게 이메일을 보내 직접 질문하고 답변을 받을 수 있는 말도 안되는 세상이 시작된 것이다. 2. 스마트폰(손에 들고 다니는 컴퓨터)이 등장했다. 그 이후 인터넷이 기약없이 발전 되어 스마트폰이 나오면서 예전 공상과학 영화에서나 보던 일들이 가능해 졌다. 어렸을 적 제목은 생각나지 않지만 외계인이 지구에 와서 지구를 여행하면서 겪는 일들을 에피소드 형식으로 보여주는 외화가 있었다. 거기에서.. 2022. 12. 22.
탄산음료 오래 보관하는 방법 – 페트병 찌그러뜨리는 건 효과가 있을까?(기체의 용해도, 기압) 탄산음료를 오래 보관하는 방법 중에 페트병을 찌그러뜨려 놓으면 효과가 있다고 한다. 정말 그럴까? TV 방송에서는 효과가 있다고 주장한다. 그래서 탄산수병을 찌그러뜨리고 효과가 있는지 실험 해 보았다. (이 간단한 실험을 하는데 일주일 정도 걸린 듯 하다.) 탄산음료를 오래 보관한다는 것은 이산화탄소가 많이 녹아 있는 채로 보관하는 것이다. 공장에서 만들어져 나온 탄산음료는 내부기압이 약 3기압 정도로 유지되고 있다. 뚜껑을 여는 순간 탄산음료 내부 기압은 대기압과 같은 1기압이 된다. 먹고 남은 탄산음료 뚜껑을 기체가 빠져나오지 못하게 막아 놓면 어떻게 될까? 기체의 용해도는 온도가 낮고 압력이 높을수록 커진다. 따라서 탄산음료를 김이 빠지지 않게 오래 보관하는 방법은 첫 번째 온도가 낮은 곳에서 보관.. 2022. 12. 11.

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