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중학교 1학년 과학253

물컵 안에 얼음이 녹으면 수면 높이는? (부력 이용 문제 및 풀이) 얼음이 떠 있는 물이 가득찬 컵이 있다. 물컵에 얼음이 녹으면 수면 높이는 어떻게 될까? 단 물의 온도는 0°C 로 일정하다고 가정해 보자. 수면이 올라가 물이 넘칠까? 아니면 수면이 줄어 들까?그냥 간단하게 얼음이 녹아 물이 되면 부피가 감소하기 때문에 수면은 변하지 않는다고 이야기 하면 된다. 물이 얼어 얼음이 되면 부피가 1.1배 정도 늘어난다. 대부분 물질은 액체에서 고체가 되면 부피가 줄어들지만 물은 예외라 액체에서 고체가 되면 오히려 부피가 증가한다. 그래서 물보다 얼음의 밀도가 작기 때문에 얼음은 물위에 떠 있을 수 있다. 보통 물은 0 °C에서 0.9998 g/cm³정도의 밀도이고, 얼음은 0.9167 g/cm³정도의 밀도를 지닌다. 얼음 100g이 고체상태에서 액체상태로  변해도 질량은 .. 2022. 11. 6.
탄산수 흔들어서 풍선 불기 [탄산수 실험3] 풍선은 1기압 보다 약간만 커져도 불 수 있다. 예전에 풍선을 불 때 내부기압이 어떻게 변하는지 했던 실험이 있다. https://sciencelove.com/2181 크기가 다른 두 풍선을 연결하면 어떻게 될까?(기압차이 설명) 같은 풍선을 크기가 서로 다르게 분다음 두 풍선을 연결하면 어떻게 될까? 일반적으로 우리가 생각하는 것과 같지 않은 결과가 나올때가 많다. 보통 큰 풍선에서 작은 풍선쪽으로 공기가 이동할 sciencelove.com 이때 풍선을 불 때 기압이 생각보다 크지 않다는 것을 알 수 있었다. 그런데 탄산수를 흔들면 내부 기압이 3기압이 된다. 이것도 실험해 보았다. https://sciencelove.com/2642 탄산수나 콜라와 같은 탄산음료 병을 흔들면 내부 기압은 증가할까?[탄.. 2022. 11. 1.
탄산수나 콜라와 같은 탄산음료 병을 흔들면 내부 기압은 증가할까?[탄산수실험2] 탄산음료를 힘껏 흔들면 탄산음료병 내부 기압은 증가할까? 대부분 세게 흔들면 흔들수록 탄산음료 병 내부 기압이 증가할 거라 생각한다. 그렇기 때문에 뚜껑을 열면 탄산음료가 뿜어져 나온다고 생각한다. 하지만 처음에 구입했을 때 탄산음료와 힘껏 흔들었을 때 탄산음료 병 내부의 기압은 변하지 않는다. 학생들도 해 볼 수 있게 아주 간단한 실험을 설계해 보았다. 우선 실험 동영상을 보자. https://youtu.be/DUx_a7pn3dM탄산음료는 넘쳐 흐르면 끈적거리기 때문에 탄산음료 대신 탄산수로 내부기압의 변화를 실험해 보았다. 병의 내부기압을 측정할 수 있는 기압계를 구매하려고 했으나, 더 쉽게 할 수 있는 방법이 없을까 고민하다가 끝이 막힌 주사기를 이용하기로 했다. 주사기 끝을 막고 탄산수 병에 넣어.. 2022. 10. 31.
과학 탐구 실험이란2 (흔들린 탄산수 뚜껑 열어도 거품 터지지 않는 시간?) - [탄산수실험1] 탄산수가 들어있는 병을 힘껏 흔들고 나서 뚜껑을 열면 거품과 함께 탄산수가 뿜어져 나온다. 얼만큼 시간이 지나면 뚜껑을 열어도 탄산수가 흘러 넘치지 않을까? 갑자기 궁금해져서 실험을 하려고 구입한 탄산수를 가지고 실험해 보았다. 처음에는 탄산수 여러개를 동시에 흔들고 10초 마다 하나씩 뚜껑을 열면서 얼마나 시간이 지나면 흘러넘치지 않는지 확인하려고 했다. 60초부터 10초마다 열면서 확인하려고 했는데, 60초가 지나니 흘러넘치지 않아서 실패. 그리고 탄산수 여러개를 동시에 흔드는게 쉽지 않다. 그래서 탄산수 2개씩을 정말 힘껏 흔들고 10초마다 뚜껑을 열면서 실험해 보았다. 60초가 경과 했을 때 아슬아슬 하게 탄산수가 흘러 넘치지 않는 다는 것을 알 수 있었다. (물론 다른 탄산음료, 탄산수 병의 크.. 2022. 10. 24.
초간단 택배박스 투석기 만들기 (택배박스 이용5) 짧은 시간에 만들어서 쉽게 수업에 활용할 수 있는 택배박스를 이용한 투석기를 만들어 보았다. 기존 나무젓가락을 이용해서 만드는 투석기는 고무줄도 너무 많이 들고, 만든 후 뒷 처리도 쉽지 않았다. 그래서 택배박스를 이용해서 간단하게 만들 수 있는 투석기를 개발 하게 되었다. 수업이 끝나면 택배박스 투석기는 바로 분해 해서 다음 반에 가서 만드는 것부터 다시 시작해서 재 활용 할 수 있다. 개인별로 만드는 것도 좋지만, 2명 또는 모둠별로 만들게 해서 함께 탐구하게 하면 더 의미가 있다. 먼저 투석기 동영상을 보자 https://youtu.be/d6yrZfqWcVo 택배박스(A형B골200x100x100mm), 택배박스(A형D골180x100x100mm) 추천 고무줄 2개, 나무젓가락(20cm 이상), 일회용.. 2022. 6. 23.
브라운 운동 가상실험2 p5js로 만들어 본 브라운 운동 입니다스마트폰 화면에서도 전체화면으로 볼 수 있다. 그동안 해결하지 못한 몇가지 문제점(전체화면으로 했을때 클릭위치가 잘 맞지 않던 문제)을 해결해서, 스마트폰이나 태블릿에서도 전체화면으로 실험이 가능하다.----- 스코틀랜드 식물학자 로버트 브라운이 물에 띄운 꽃가루 입자를 관찰하던 중, 꽃가루 입자가 물위를 끊임없이 불규칙적으로 운동하는 현상을 관찰했고,  그 이유가 주변에 액체 분자들의 끊임없는 운동에 의한 충돌 때문이라는 것을 밝혀졌다. 기체나 액체속에 부유하는 물질에서 관찰되는 운동이다.보통 실생활에서 물위에 떠 있는 큰 물체의 경우 브라운 운동을 관찰하기 쉽지 않다. 주변 액체 분자들이 충돌해도 큰 물체는 질량이 크기 때문에 거의 반응하지 않기 때문이다. 반면.. 2022. 2. 9.
책표지에 있는 선생님 사진의 면적을 정확하게 측정하는 방법 고차원적인 사고를 하게 할때, 학생들끼리 모둠활동 시킬때 과학첫시간에 실험에 대해 이야기 할 때 사용하면 좋다. 책 표지에 선생님의 사진이 나와 있다.(교과서 표지를 가지고 수업해도 좋다. 교과서 표지에 있는 그림을 하나 제시하고 하면 된다.)책 표지에 나와 있는 선생님 사진의 면적을 정확하게 측정을 하면, 그 면적값이 암호숫자라고 한다. 그 암호를 정확하게 입력해야 세상을 구할 수 있다. 소숫점 첫째 짜리 까지 정확하게 일치해야 한다.책 표지에 있는 선생님 사진의 면적(넓이)을 가장 정확하게 알아낼 수 있는 방법을 제시해 보자. 어떤 도구든지 사용할 수 있고, 측정도구도 정확하게 측정할 수 있다고 가정하고, 선생님 면적을 정확하게 알아낼 수 있는 방법을 제시해 보자. 1. 아마 대부분 사람들은 다음과 .. 2021. 12. 18.
초간단 휴대용 레이저 프로젝터 현미경 만들기 물방울 속에 들어있는 물질들을 살펴 보기 위해 레이저 광을 이용한 현미경을 만들어 보자. 투영방식을 이용한 현미경은 여러명이 함께 관찰할 수도 있고, 별다른 준비물 없이 레이저만 있으면 쉽게 만들 수 있기 때문에 활용도가 높다. 우선 동영상을 보자. 가장 쉽게 만들게 하기 위해 10여번의 실험과 시행착오 끝에 현재 제작방법을 개발하게 되었다. https://www.youtube.com/watch?v=YlwBhldV75A 보통 실험실에 고정시키기 위해 스탠드를 이용하거나, 다른 고정장비를 이용해야 하는데 그럼 쉽게 가정에서 해 볼 수 없다. 번거롭지 않게 집에서도 간단하게 만들 수 있는 방법이 없을까 고민하다가 초간단 제작 방법을 개발하게 되었다. 간단하게 만들어서 실제 수업시간에 조명을 끄고 교실벽에 투.. 2020. 6. 28.
태양 일식 관측 찜기 이용한 방법 및 실제 관측기 2020.6.21 2020.06.21 일 4시 - 6시 사이에 일어난 일식 관찰 찜기를 이용한 태양 일식 관찰 찜기의 구멍이 바늘구멍 사진기 역할을 해 주기 때문에 찜기 구멍을 통과한 태양이 바닥에 태양 모양의 상을 만들게 된다. 바늘구멍 사진기는 아래 그림처럼 바늘구멍을 통과한 빛이 상을 만들기 때문에 상하좌우가 반대가 된다. 찜기를 지면에 너무 가까이 하면 바늘구멍에 의한 상을 볼 수 없다. 또 너무 멀리 해도 상이 번져 보여서 관찰하기 쉽지 않다. 약 1m 정도 거리에서 찜기를 들고 가까이 했다 멀리 했다 하다 보면, 일식이 일어나는 태양 상이 맺히는 것을 관찰할 수 있다. 시간대별로 촬영해 본 사진이다. 그림자로 본 일식 진행방향은 우측상단에서 좌측하단으로 진행되어 가는 것을 볼 수 있다. 그렇다면 실제 이날 일식.. 2020. 6. 21.
탄성력 설명을 위한 활쏘기게임3 2004년에 만든 건데 제 홈페이지에 안올라와 있었네요. 그래서 지금 올립니다. 예전에 민서 어렸을때 민서를 모델로 만든거네요. 탄성력에서 수업시간에 보여주는 활쏘기 게임입니다. 새를 맞추는 게임이 아니라, 멀리 떨어져 있는 과녁을 맞추는 게임입니다. 탄성력 수업을 가르칠때면 매번 수업 들어가자 마자 활쏘기 게임을 틀어 놓고, 혼자 게임을 합니다. 학생들이 뭐라고 해도 못 들은 척 하고.... 그럼 어느순간에 학생들이 훈수를 들기 시작합니다. 조금 더 쎄게 쏴야지요. 내가 쏘면 샘보다 더 잘 쏠 수 있어요. 등등.... 그 때 제가 말하지요. 어떻게 해야 멀리 쏠 수 있는데, 왜 그렇지? (자연스럽게 탄성력에 대한 설명을 이끌어 냅니다.) 활을 멀리 나가게 하려면 힘껏 잡아당겨야 할까? 힘껏 잡아 당겼는.. 2020. 5. 17.
과학 탐구 실험이란? (주전자 물 끓어 넘치지 않게 끓이기) 과학 탐구 실험을 제대로 해 본 적이 있는가? 혹시 집에 과학자가 있는가? 과학은 어렵다고 생각하는가? 하지만 우리는 이미 과학자로서의 삶을 살고 있다. 사실 우리 어머니들은 이미 과학자다. 누가 시키지 않았지만 과학 탐구 실험을 통해 요리를 하고 있기 때문이다. 어머니가 끓여 주신 찌개가 내 입맛에 딱 맞는 이유는 어머니가 자신도 모르는 사이에 과학탐구실험과 경험을 통해 물의 양과 소금의 양과의 관계를 이미 파악하고 계시기 때문이다. 얼마전 부터 커피물을 끓이기 위해 주전자에 물을 끓이다 보면 항상 물이 끓어 넘쳐 곤란한 경우가 있었다. 그래서 매번 주전자 옆에서 대기를 하고 있다가 물이 끓어 넘치려는 순간 전원을 멈추곤 했다. 그러다가 생각했다. 몇초 만에 물이 끓어 넘치는지 한번 측정해 놓면 되지 .. 2020. 3. 15.
물질의 상태변화 확인 프로그램 - 상태변화 6가지 열출입 설명때 사용 물질의 상태변화를 학습시키기 위해 만들었다. 매시간 칠판에 그려주고 있는데 프로그램으로 만들면 편할 것 같다는 생각이 들었다. 그래서 급하게 만들었다. 그래서 별 기능은 없지만, 잘 활용하면 상태변화를 쉽게 이해시킬 수 있다. 수업시간 활용방법은 프로그램을 실행시킨후. 1. 물질의 3가지 상태에는 고체,액체,기체가 있다. 2. 물질의 상태변화 6가지가 있다 - 화살표 6개 3. 상태변화 이름 쉽게 외우기. 고체를 없애고 생각하면 쉽다(우측상단에 고체표시 체크를 없애서 고체 없앰) 4. 그럼 액체와 기체만 남는다 둘 사이의 상태변화는 외울 필요도 없다 그냥 생각만 하면 된다. 액체에서 기체 되는 건 기체화 되는 거니까 기화, 기체에서 액체 되는 건 액체와 되는 거니가 액화 5. 다시 고체를 나타나게 한다... 2019. 10. 29.
녹는점 끓는점 그래프 그리고 분석하기(UFO로 부터 지구를 지켜라) 녹는점과 끓는점 그래프를 분석하고 지구를 지키는 활동지. 직접 실험을 해서 측정하는 것도 중요하지만 측정값을 이용해서 그래프를 그리고 해석하는 것도 중요하다. 그래서 임의의 측정값을 주고 그래프를 그려서 분석하게 하였다. 그냥 주면 재미 없으니까 스토리텔링 식으로 상황을 만들어 주었다. 지구를 침략한 우주선은 터미네이터에 나오는 것 처럼 액체우주선이라 미사일이나 총알을 쏴도 그냥 뚫고 지나가 버리니다. 적의 우주선을 기체로 만들어 증발시키거나, 고체로 만든다음 깨 부셔야 한다. 누군가가 끓는물이나 얼음물로 우주선을 물리칠 수 있다고 한다. 정말 이것이 가능성이 있는지 여러분이 분석해 주기 바란다. 시간이 얼마 남지 않았다. 빨리 서둘러라. 일부 학생들이 지구를 구하지 않겠다는 것을 설득시켜서 그래프를 그.. 2019. 10. 24.
액체질소를 이용한 풍선크기 변화 - 샤를의 법칙 새롭게 시도해 본 샤를의 법칙 기존에는 액체질소에 풍선을 넣어서 풍선크기를 줄이는 실험을 했었다. 그런데 그럴 경우에는 풍선을 액체질소에 접촉하거나 담가야 한다. 항상 뭔가 조금 아쉬웠다. 그래서 이번에는 새로운 방법을 생각해 내서 시도해 보았다 알루미늄 캔에 풍선을 불어서 씌우고 알루미늄 캔만 액체질소에 담그는 방법이다. 풍선이 액체질소와 접촉없이 풍선이 작아지거나 커지는 것을 확인할 수 있다. 그냥 동그란 풍선되신 캐릭터가 들어가 있는 풍선을 사용하니 보기가 더 좋다. 누구나 다 하는 실험이지만 왜 그렇게 해야 할까 고민하다 보면 새로운 방법이 생각난다. 알루미늄캔 하나를 추가했을 뿐인데 샤를의 법칙에 대해 설명할때 더 보기가 좋다. 동영상 앞부분을 생략하면 또다시 초능력자 행세를 할 수 있다. ^^.. 2019. 10. 23.
50만원짜리 상태변화 드론 영상 - 물질의 상태변화(액화) 50만원과 바꾼 드론 영상 수요일 아침에 안개낀 학교를 보다가 수업시간에 상태변화에 대해 보여주면 좋겠다는 생각이 들었다. 얼른 드론을 가지고 교정으로 나가 촬영을 시작했다. 우선영상을 보자. https://youtu.be/6LNUkXtTwUA 안개라는 것은 결국 상태변화 (기체가 액체로 변하는 액화현상)가 일어나서 생기는 현상이기 때문이다. 요즘처럼 일교차가 심한 시기에만 관찰이 가능하다. 학생들은 안개를 기체라고 생각하는 경향이 있다. 기체는 눈에 보이지 않는다. 안개는 수증기(기체)가 모여서 된 작은 물방울 알갱이(액체) 라고 보면 된다. 온도가 조금만 올라가도 금방 기화 하여 다시 수증기로 돌아가면서 거짓말 처럼 사라져 버린다. 드론을 높이 올리면 안개속 학교가 희미해 지고 결국 더 높이 올리면 .. 2019. 10. 20.
공기주입기 이용한 다양한 기압실험 - 기체의압력 얼마전 구입한 공기주입기를 기압 실험에 적용해 보았다.충전해서 사용할 수 있고 힘들게 펌프질을 하지 않아도 된다.과학 실험 할 때 펌프대신 사용해 보았는데 압력은 10기압까지 나와 만족스럽지만, 공기가 주입되는 속력은 생각보다 많이 느리다.펌프를 사용하지 않아도 자전거 바퀴에 바람을 넣거나, 자동차 바퀴에도 바람을 넣을 수 있다.고민하다 공기주입기로 할 수 있는 몇가지 실험을 고안해 보았다. 1. 주사기 피스톤 발사하기  - 50mL 주사기 끝에 공기주입기를 연결하면 압력에 의해 피스톤이 밀려 나가다가, 마지막에 잠시 버티다가 피스톤이 발사된다. 어쩔때는 상당히 강하게 버틴다. 이때는 조심해야 한다. 피스톤 발사되는 위력이 상상을 초월한다. 교실 유리창 깰 뻔했다. 잘 발사되지 않으면 피스톤을 움직여 잘.. 2019. 9. 3.
나비 로봇을 이용한 기체입자 모형 설명 - 기압, 압력 기체의 압력을 가르치고 있었는데 예전에 구매해 둔 나비 로봇 인형을 보게 되었다. 전원을 켜고 병을 건드리면 나비 인형이 날아 다닌다. 기체의 압력을 설명할때 입자가 용기벽에 충돌해서 생긴다고 이야기 한다. 입자는 눈에 보이지 않기 때문에 입자모형으로 쇠구슬을 페트병에 넣고 흔들기도 하고, 다양한 예를 들기도 하는데 오늘은 나비 로봇 인형을 활용했다. 나비 인형이 유리병 벽에 충돌하는 것을 보여 주면서 기체 입자들도 눈에 보이지 않지만 이렇게 날아다니면서 충돌해서 기체의 압력이 생긴다. 만약 병안에 나비가 1마리가 아니라 1000마리가 들어 있다면? 용기벽에 생기는 압력은 훨씬 커 질 것이다. 그런데 이 나비들을 교실에 풀어 놓는다면 같은면적의 교실유리창에 생기는 압력은 용기벽에 생기는 압력과 같을까? .. 2019. 9. 2.
<수업설명팁> 손소독제를 이용한 증발과 확산 입자의 운동에서 증발을 이야기 할때 소독용 에탄올을 손등에 조금씩 발라주곤 했다. 그런데 오늘 수업을 하려고 보니 에탄올이 보이지 않았다. 과학실에 가지러 가기엔 시간이 촉박해서 망설이다 보니 여름에 신과수에서 만든 손소독제가 보였다. 그래서 손소독제를 대신 가지고 수업에 들어갔다. 다행히 내가 가지고 있는 손소독제는 향이 나는 제품이었다. 입자의 운동에 대한 설명과 확산과 증발에 대한 설명을 하고 학생들 손바닥을 내밀게 한 다음 돌아다니면서 젤 형태의 손소독제를 손에다 발라 주었다. 그리고 문지르게 했다. '자! 지금 발라준 손소독제에서 증발과 확산현상을 찾아 봐라' 손을 문질렀을때 향기가 나는 것은 확산이고, 잠시후 손에 바른 손소독제가 마르는 것은 증발이다. 너무나 간단하게 증발과 확산을 설명할 수.. 2019. 8. 22.
레이저포인터와 주사기를 이용한 초소형 현미경 만들어 관찰하기 물방울 하나에도 우주(?)가 들어 있다. 한방울의 물방울을 녹색레이저 포인터로 비추면 회절과 간섭에 의한 상이 나타난다. 물방울 속에 들어있는 부유물이나 작은 원생생물을 관찰할 수 있다. 별다른 장비가 없어도 이쑤시개 끝에 물방울이 맺히게 한 다음 레이저포인터로 비추면 간단한 현미경이 된다. 그런데 실제 실험해 보면 자꾸 흔들려서 정확하게 레이저를 비추기가 어렵다. 그래서 인터넷을 검색해 보니, 레이저 현미경을 잘 고정시킬 수 있게 만든 3D 프린터 소스가 있었다.(https://www.thingiverse.com/thing:2755871) 소스를 다운 받아 출력해서 잘 흔들리지 않는 좀더 근사한 레이저 현미경을 만들어 보았다. 3cc짜리 주사기 바늘 끝을 평평하게 자른 다음 물을 넣어 한방울의 물이 주.. 2019. 7. 18.
열팽창 소리 - 귀신소리 아니고 열팽창에 의한 소리 한밤중이나 한낮에 갑자기 나는 원인 모를 소리의 대부분은 열팽창이나 수축에 의한 소리다. 우리 주변에 있는 물체들은 온도변화에 의해 항상 부피가 변한다. 점심시간에 급식먹으로 가는데 학교 차양막에서 소리가 난다. 오전에 비가 오고 쌀쌀했는데 점심때 비가 그치고 강한 햇살이 비췄다. 온도변화가 커졌기 때문에 열팽창 할 수 있는 좋은 조건이 형성된 것이다 우리가 원인을 못찾는 아무도 없는 곳에서 갑자기 들리는 소리는 대부분 열팽창이나 열수축 때문에 나는 소리다. https://www.youtube.com/watch?v=nxpEMAgq01s 군대 있을때 밤에 보초를 서다가 갑자기 드럼통을 발로 걷어차는 소리 때문에 깜짝 놀라곤 했다. 그리고 왜 그런 소리가 나는지 알 수가 없어 당황스러웠던 적이 있다. 나중에.. 2019. 7. 16.

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