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중학교 1학년 과학/5단원(힘의 작용)54

진공용기 속 기체의 양에 따른 기체의 부력 실험 공기가 사라지면 기체의 부력이 작아진다는 것을 눈으로 보여주기 위해 개발한 실험이다.진공용기안에 미세질량이 측정 가능한 양팔저울(http://sciencelove.com/2062)만들고 부피가 큰 스티로폼구를 넣어 양팔저울이 평형이 되게 만든다.그리고 뚜껑을 덮은 다음 진공용기 안에 공기를 줄여나가면 부피가 큰 스티로폼구에 작용하는 부력이 작아져 스티로폼구 쪽으로 양팔저울이 기울어지게 된다.부력은 액체뿐 아니라 기체에서도 부피가 클수록 크게 작용한다. 정확하게 말하면 부력의 크기는 물체의 부피만큼의 공기의 무게가 된다. 부력의 방향은 중력의 반대방향이 된다.아래는 위키 백과사전에 나온 부력에 대한 설명이다. 부력(浮力; 문화어: 뜰힘)은 물체를 액체(기체)에 넣으면 그 물체를 중력에 위로 밀어올리려는 .. 2018. 5. 19.

중력에 의해 지구 중심으로 떨어지는 빗방울 초고속 촬영 중력에 의한 현상중 하나는 빗방울이 아래로 떨어진다는 것이다. 보통 빗방울이 떨어지는 속도가 빨라 눈으로 직접 보기 어렵다. 그래서 갤럭시s9 슈퍼슬로우모션으로 초고속촬영해 보았다. 기상관측이래 5월에 최고로 비가 많이 내렸다는 2018년 5월 17일 폭우속에서 촬영한 영상이다. 빗방우리 차 유리창에 맞고 튕겨나가는 모습도 볼 수 있다. 빗방울이 차유리창에 의해 힘을 받으면 운동방향이 바뀌는 것도 볼 수 있다. 폭우가 내렸기 때문에 와이퍼를 작동시키지 않았을때 유리창에 만들어진 수막에 빗방울이 떨어지면서 파원이 형성되는 것도 볼 수 있었다. 2018. 5. 19.

주사기 이용한 초간단 공기 부력 실험 부력실험을 할때 대부분 물속에서의 부력을 측정해서 보여 준다. 그런데 교과서에 나와 있는 부력에 대한 설명을 보면 부력이란 액체나 기체속에 있는 물체가 중력과 반대방향으로 떠오르려는 힘이라고 한다. 그리고 액체나 기체속에서 잠긴 물체의 부피가 커질수록 부력은 커진다 액체에 대한 실험은 많기 때문에 기체의 부력에 대한 실험을 설계해 보았다. 우선 끝이 막힌 주사기와 주사기를 잡아 늘려서 고정시킬 수 있도록 길이가 다른 나무젓가락들을 준비한다. 처음에 주사기 내부에 15ml 정도 공기를 넣은 이유는 그래야 주사기를 팽창시킬 수 있다. (처음부터 공기가 들어있지 않은 주사기를 이용하면 팽창시키기 어렵다(보일의 법칙 때문)) 그리고 소수점 둘째자리 까지 측정이 가능한 저울을 준비한다.(공기에 의한 부력차이는 워.. 2018. 5. 12.

힘을 변형시킨 스포츠 게임 설계하고 설명하기 활동지 힘 단원에서 창의적인 활동을 할 수 있는 것이 무엇이 있을까 고민을 하다가, 힘을 변형시킨 스포츠 게임을 설계하고 설명하는 활동지를 만들어 보았다. 모둠별로 스포츠경기나 게임을 정해서 우리가 알고 있는 스포츠 경기나 게임에 중력, 탄성력, 마찰력, 부력을 변화시킨다면 경기가 어떻게 달라질지 예측해 보게 한다. 예측결과를 바탕으로 무한한 능력을 가진 초능력자가 되었다고 가정하고 중력, 탄성력, 마찰력, 부력을 증가하거나 감소시켜 더 경기를 더 재미있어 지게 가상으로 만들어 보게 한다. 힘을 변형시킨 경기를 그림으로 표현해 보고, 경기상황을 아나운서가 되어 시합장면을 가상으로 설명해 보게 한다. 학생들이 잘 논의 한다면 다른 친구들이 상상할 수 없는 재미있는 상황을 생각해내서 발표할 수 있을 것이다. 전지를.. 2018. 5. 8.

힘들 받아 모양과 운동상태가 변하는 축구공 모습 초고속촬영 어떤 물체가 힘을 받고 있는지 알아낼 수 있는 방법은 간단하다. 힘을 받은 물체는 모양이 변하거나 운동상태(속력 이나 운동방향)가 변해야 한다. 우주공간에서 일정한 속도로 날고 있는 우주선에 작용하는 힘의 방향을 물어보면 대부분 학생들은 우주선이 날아가는 방향이라고 답한다. 하지만 우주선에 작용하는 힘은 0 이다. 왜냐하면 우주선의 모양, 속력, 운동방향 모두 변하지 않기 때문이다. 이처럼 과학적으로 어떤 물체가 힘을 받는지를 알아보기 위해서는 기계적으로 모양,속력,운동방향이 변하는지를 대입해 봐야 한다. 만약 우주공간에서 던져진 야구공이 일정한 속력으로 투수의 손을 떠나 포수에게 직구로 날아가고 있다면 이 야구공에 작용하는 알짜힘도 0이 된다. 그리고 우주공간에서 던져진 야구공이 속력은 일정하지만 커브.. 2018. 5. 6.

수도꼭지 물이 떨어지면서 가늘어 지다 분리되는 이유(중력) 주변에서 쉽게 볼 수 있는 현상으로 중력을 설명하려다 보니 떨어지는 수돗물 줄기가 생각났다. 수도꼭지에서 나온 물은 떨어지면서 점점 가늘어 지다가 어느 한계를 넘어서면 이어져 있던 물줄기가 분리되면서 물방울로 변하게 된다. 왜 이런 현상이 일어나는 걸까? 중력으로 설명하면 간단하다. 중력때문에 떨어지는 물체는 시간이 지날수록 점점 속력이 빨라지게 된다. 따라서 두물체를 떨어뜨릴 때 약간의 시간차를 가지고 떨어뜨리면 어느순간에 측정한 첫번째 물체의 속력은 두번째 물체의 속력보다 항상 빠르다. (v=g*t) 그래서 시간이 지날수록 첫번째 물체와 두번째 물체사이의 거리는 점점 더 벌어지게 된다. (s=1/2g*t^2) 같은 1초 차이라 두 물체 사이의 거리는 시간이 지날수록 더 멀어진다. 수돗물에서 위아래로 .. 2018. 3. 10.

작용 반작용 - 돛단배에 선풍기를 틀어주면 움직일까? 작용 반작용을 설명할 때 항상 나오는 고전적인 문제다.돛단배 위에 선풍기를 틀어주면 어느쪽으로 움직일까? 물리교과서에 정답은 움직이지 않는다는 것이다. 돛단배 위에 선풍기가 10이라는 힘으로 바람을 내보내면 반작용에 의해서 배는 10이라는 힘으로 반대쪽으로 움직이려 한다. 그런데 선풍기에서 불어나간 10이라는 힘이 바로 앞에 있는 돛에 충돌하면서 돛에 10이라는 힘을 가하게 되고, 그럼 배는 10이라는 힘으로 돛을 단 쪽으로 가려고 하기 때문에 결국 배는 움직이지 않는다는 것이다. 그런데 오늘 과학의날행사를 하다가 갑자기 돛을 단쪽으로 배가 움직일 것 같다는 생각을 하게 되었다.그래서 실험을 해 보았다. 과학상자를 이용해서 자동차위에 선풍기를 만들고 앞쪽에 돛을 만들어 선풍기를 작동시켰을때 어느쪽으로 .. 2017. 4. 21.

미세 질량을 측정할 수 있는 빨대 저울 만들어 머리카락 질량 측정 대학교 다닐때 물리실험 시간에 했던 활동이다. 예전부터 생각하고 있었는데 이제서야 다시 만들어 보게 되었다. --------------- 미세질량을 측정할 수 있는 빨대 저울을 만들어 보고 머리카락 질량을 측정해 보자. 미세질량을 측정할 수 있는 저울을 만들어 머리카락의 질량을 측정해 보자. 1. 준비물 : 슬라이드글라스 2장, 지우개, 고무밴드, 빨대, 실핀, 클립, 자, 집게 2. 만드는방법 : 가. 지우개를 가운데 두고 양옆에 슬라이드글라스 2장을 준비한다. 나. 고무줄을 이용해 슬라이드글라스 2장을 지우개에 고정시킨후 세운다. 다. 빨대의 1/5 정도 되는 부분에 실핀을 꼿는다.(끝에서 4cm 정도 되는 곳) - 이때 실핀은 정확하게 지름 보다는 지름 약간 위쪽에 꼿아야 무게중심을 잡기가 좋다. .. 2015. 4. 9.

무지개 스프링 자유낙하를 통한 관성실험 스프링을 자유낙하 시키면 어떻게 운동하게 될까? 전에 다른 선생님이 하는 것을 본 적이 있었는데 언젠가 실험해 보고 싶었습니다. 무지개 스프링을 구입하여 캐논 PowerShot SX40HS 디지털 카메라로 촬영 하였습니다. 이 카메라에는 저속촬영 기능이 있어 초당 120프레임에서 240 프레임 까지 촬영이 가능하네요 이번 영상은 120프레임으로 촬영한 후 정상속도로 재생시켰습니다. 그래서 실제보다 저속으로 보이기 때문에 관찰하기가 좋습니다. 동영상 중간 중간에 멈추고 학생들에게 어떻게 될지 토의해 보게 하고 영상을 보여주면 좋을 것 같습니다. 학습지에 문제를 내놓고 토론을 시키면 재이밌는 다양한 토의가 이루어 지네요. 2014. 3. 31.

회전불꽃을 통한 원운동에서 접선방향으로의 관성에 의한 운동 스파클라 불꽃에 불을 붙여 빠른속도로 원운동 시키면 불꽃이 떨어져 나갈때 접선 방향으로 날아가는 것을 관찰할 수 있다. https://youtu.be/6dPUp6ySK2o 원운동은 결국 구심력 때문에 물체의 운동방향이 계속해서 바뀌는 운동인데 구심력이 사라지는 순간 더이상 물체에 작용하는 힘이 없기 때문에 그때 부터는 등속직선운동을 하게 된다. 동영상에서 보는 것처럼 원운동에서 떨어져 나온 불꽃은 접선방향으로 직선으로 날아가는 것을 확인할 수 있다. 교실가지고 가서 보여 주었는데 간단하면서도 학생들 반응도 좋았다. 아래는 유투브에서 받아온 강철솜을 이용한 실험 2013. 6. 26.

박스를 이용한 힘의 합성 실험 힘의 합성을 가르치다가 좀 더 직관적으로 이해하게 할 수 없을까? 라는 생각을 하게 되었습니다. 그래서 재료를 찾다 보니 택배박스가 눈에 들어오네요 택배박스를 가지고 간단하게 만들어 보았습니다. 택배박스 대각선에는 잘 늘어나는 고무줄을 3개 연결했고, 끝은 호치케스로 고정시켰습니다. A4용지에 화살표를 뽑아 아래 2곳에 붙여 주었습니다. 그리고 손으로 잡고 상자를 찌그러 뜨리면 힘의 합성을 눈으로 바로 확인할 수 있습니다. 학생들에게 조별로 한개씩 만들어 주고 가지고 놀게 하면 이해하는데 도움이 될 것 같네요 우유곽으로 조그맣게 만들어서 해도 좋을 것 같네요 아래 링크에 있는 힘의 합력 프로그램과 같이 사용하시면 더 좋습니다. https://sciencelove.com/918 2013. 6. 3.

힘의 합력(자석과 끈 이용하여) 쉽게 설명하기 힘의 합력을 쉽게 설명하기 위해 만들어 보았습니다. 노끈을 적당한 길이로 자른 다음 두 가닥으로 나눕니다.그리고 자석에 벨크로테이프를 감싼다음 노끈을 벨크로테이프 사이에 두고 붙입니다. 반대편에는 같은 방법으로 붙이는데 화살표 모양을 인쇄해서 코팅한 다음 붙입니다. 이 화살표는 길이 조정이 됩니다. 시작점의 노끈을 잡아당겨서 안쪽으로 접는 것 만으로 화살표의 길이를 마음대로 조절 할 수 있습니다. 같은 방법으로 몇개 더 만든다음 힘의 합성을 설명할때 칠판에 붙여가면서 설명하면 됩니다. 실제로 수업시간에 써보니 평행선도 필요한 것 같습니다.학생들이 평행사변형을 만드는 것을 어려워 하네요. 그래서 그냥 선 2개 추가해서 평행사변형을 만들고 붙이도록 했습니다. 칠판에 자석 붙이는 팁은 아래 링크 .. 2013. 5. 30.

초간단 질량 측정 장치 만들기 예전에 과학소년에서 부록으로 주었던 제품이라고 하네요. 우연히 책을 읽다가 발견해서 직접 만들어 보았습니다. 첨부된 화일을 출력해서 하드보드지 또는 딱딱한 종이에 붙여서 사용하면 됩니다. 클립의 무게를 측정하고 클립을 하나씩 달아가면서 눈금 표시를 하면 더 좋을 것 같네요. 2013. 5. 27.

떠 오르는 모래시계 - 부력 떠 오르는 모래시계라고 이름을 지어 봤습니다. 동영상은 학생들에게 이론적인 접근뿐만 아니라 관찰과 생각을 할 수 있도록 만든 문제입니다. 모래시계에 고무찰흙을 감싸서 물속에서 간신히 떠오르게 만듭니다. 그리고 유리관(또는 물이 세지 않는 플라스틱 관)안에 물을 가득채운 다음 그 안에 넣습니다. 그럼 동영상 처음 부분처럼 당연히 떠오르게 됩니다. 문제는 이때 부터입니다. 이 유리관을 거꾸로 뒤집어서 시험관 위쪽이 아래쪽으로 오도록 합니다. 위에 떠 있던 모래시계도 당연히 시험관 아래쪽으로 이동하게 되겠지요. 그럼 시험관 아래쪽에 위치하게 된 모래시계는 어떻게 될까요? 당연히 떠오르게 될 겁니다. 왜냐하면 모래시계의 밀도는 변하지 않기 때문입니다. (학생들은 모래가 아래쪽으로 이동하니까 공기가 위로 올라와서.. 2013. 3. 20.

힘에따른 속력변화 프로그램 (우주선 조절 게임) 힘과 속력변화를 보여주기 위해 우주선 조절게임을 만들었다. 우주선은 우주공간에 있어서 작용하는 힘이 없다고 가정하고 키보드 방향키를 이용해서 우주선을 운동시킬 수 있다. 옵션에서 중력여부에 체크하면 중력이 있는 것으로 설정할 수 있고 벽충돌효과를 선택하면 벽에 맞고 튕겨나오도록 만들었다 운동방향과 같은방향으로 힘을 가하면 속력이 증가하고 운동방향과 반대방향으로 힘을 가하면 속력이 줄어드는 것을 확인할 수 있다. 또 운동방향과 나란하지 않은 방향으로 힘이 작용하면 운동방향이 바뀌는 것도 알 수 있다. 힘을 가해주다가 멈추면 그 상태로 등속직선 운동을 하는 것도 확인이 가능하다. https://sciencelove.com/2654 힘과 속력변화 (우주선 조종 게임) - 관성, 중력 힘을 받은 물체는 모양이 .. 2013. 3. 20.

힘의 합력 구하기 프로그램 힘의 합력 구하기 프로그램 입니다.온라인용https://sciencej1.cafe24.com/html5/sci1/netforce.html 마우스로 화살표 끝을 잡고 이동할 수 있고작용점도 이동시킬 수 있습니다.보조선을 눌러 평행사변형법으로 작도를 할 수 있고합력을 눌러 힘의 합력을 볼 수 있습니다.재미를 위해운동준비를 누르면 축구공이 나타나고운동시작을 누르면 힘의 합력 방향으로 공이 날아갑니다.나중에 힘의 평형을 설명할 수도 있겠지요.힘의 합력이 0이 되면 공이 안움직이니까요또 두명이 우물물을 길어 올릴때사이각이 커질수록 더 큰힘이 필요하다는 것도 설명할 수 있습니다.작용점을 잡고 이동시키면 사이각이 커지면서 합력이 작아지니까처음과 같은 합력을 주려면 각각의 학생이 잡아당기는 힘을 키워 주어야 겠지요 2013. 3. 20.

물속무게송(부력) - LG사이언스랜드에서 제공하는 물속무게송입니다. LG사이언스랜드에서 제공하는 물속무게송 입니다. 부력에 대해 설명할때 사용하면 좋을 것 같네요 http://lg-sl.net/GameQuiz/SNCSong/SNCSongViewer.jsp?flash=/sl_song/SONG2009/SONG200906/SONG2009060003/SONG2009060003.swf 가사보기 오 힘들어라 정말 무겁구나 물속에 집어넣어 무게를 느껴봐 물 밖에보다 가볍게 들리지 가벼워지는 정도 모두 다르지 물에 많이 잠길수록 물체는 더 많이 가벼워진다 물속에 잠긴 방향이나 물속에서의 위치는 상관없지 공기 중에서 물체의 무게 빼기 물속에서의 물체의 무게는 밀어낸 물의 무게 만큼이지 물에 뜨는 물체의 물속 무게는 영 무거울수록 부피 클수록 물속 무게 더 가벼워진다 밀어낸 물의 무게만큼.. 2013. 3. 20.

태양풍선 날리기(공기의 온도에 따른 밀도차 이용) - 부력 동영상다운받기 태양풍선은 열기구처럼 공기는 온도가 올라가면 부피가 팽창하게 되고 부피가 팽창하면 밀도가 작아지게 되어 떠오르게 됩니다. 공기에 의한 부력에 대해 설명할때도 좋을 것 같습니다. 시중에 판매하는 태양풍선(Solor Bag) 을 구입하여 여름 중등과학교실에 날려 보았다. 얼마전 부터 날려보고 싶었으나 바람이 많이 불어 날리지 못하다가 이번에 날려 보게 되었다. 지름 1m 정도 길이는 15m 정도 되는 검은 얇은 비닐백을 잘 펼친다음 공기를 넣고 양끝을 묶고 잡고 있으면 태양에 의해 검은 비닐 안에 공ㅁ기의 온도가 올라가게 되고 따뜻해진 공기의 밀도가 작아져서 풍선이 밀도차에 의해 떠오르게 된다. 생각보다 짧은 시간에 떠 오르는 것을 보고 놀랐다. 공기를 넣는 방법도 더 고민해 보면 뛰지 않고 .. 2013. 3. 20.

눈에 보이지 않는 물(부력) 밀도가 큰 SF6가스를 이용한 것입니다. 이 가스는 무색 무취 무독성 난연성이라 절연가스로 널리 쓰입니다. 밀도가 큰 이 가스를 수조에 담고 그위에 알루미늄박으로 배 모양을 만들어 띄워논 거죠 눈에 보이지는 않지만 아래쪽에는 가스가 가득 차 있겠지요. 그위에서 알루미늄 배가 출렁거리구요. 공기의 부력에 대해 설명할때도 좋을 것 같네요 *참고* 육플루오린화황(화학식: SF6 통용: 육불화황, 헥사플루오린화 황)은 플루오린과 황의 화합물로, 황 원자를 중심으로 플루오린 원자가 정팔면체 구조를 취하고 있다. 인체에 무해하나 지구 온난화를 추진시키는 가스이며, 1960년대부터 절연제 등으로 넓게 사용되고 있다. 이 기체는 인공적인 온실 효과를 만들어내는 기체이다. 사용량은 많지 않았으나, 최근 들어서 수요량이 .. 2013. 3. 20.

마찰을 이용한 마술 - 마찰력 과학선도학교 내혜홀초등학교 에서 만든 매직사이언스 동영상 자료입니다. 아래 사이트에 가서 첨부된 동영상을 실행시키면 됩니다. 2013. 3. 20.

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