[운동] 통합교육과정이 그대로 수록된 용선생의 시끌벅적 과학교실

용선생의 시끌벅적 과학교실 14 : 운동 - 달에 망치를 가져간 까닭은? ㅣ 용선생의 시끌벅적 과학교실 14
사회평론 과학교육연구소 지음 , 김인하 외 그림, 강남화 감수, 이우일 캐릭터 / 사회평론 / 2020년 7월

이 글에는 스포일러가 포함되어 있습니다.

[운동] 통합교육과정이 그대로 수록된 용선생의 시끌벅적 과학교실 

용선생의 시끌벅적 과학교실​

14. 달에 망치를 가져간 까닭은?

운동

 이번 주에 두 번째로 만나본 책은 앞서 만나본 힘에 대한 책과 연계해서 볼 수 있는 운동을 주제로 하는 책이었어요 함께 읽으면 좋을 것 같아서 같이 선택했는데 읽다 보니 내용이 크게 연결된 것 같아서 쉽게 읽었다고 하네요^^

​* 이 책의 중요한 키워드는 치타, 아이스하키 퍽,지구, 셔틀콕, 인공위성입니다

1교시 위치와 운동

위치를 어떻게 나타낼까

 물체에 위치는 기준점으로부터 물체가 있는 곳의 방향과 거리로 나타낼 수 있어요 방향은 보통 동서남북의 4방위로 나타내며 거리는 미터, 킬로미터 등을 단위로 사용할 수 있어요

​ 시간이 지남에 따라 물체의 위치가 변하는 것을 운동이라고 해요 물체가 이동하는데 걸린 시간과 이동 거리로 나타날 수 있고 운동을 하였지만 위치가 변하지 않는다면 과학적인 측면에서는 운동을 하지 않은 것과 같아요 발로 찬 축구공, 날아가는 새, 태양 주위를 도는 지구 등 운동하는 물체는 아주 다양해요

 2교시 속력

 어느 게 더 빠를까

이동한 거리가 같을 때는 걸린 시간이 짧을수록 빠른 것이고 걸린 시간이 같을 때에는 이동한 거리가 길수록 빠른 거예요

 물체가 단위 시간 동안 이동한 거리를 속력이라고 하는데 이동한 거리를 걸린 시간으로 나누면 계산할 수 있어요 단위는 이동 거리를 걸린 시간으로 나뉘기 때문에 m/s (미터 퍼 세컨)이나 km/h (킬로미터 퍼 아워) 같은 단위를 이용할 수 있어요 이용한 거리와 걸린 시간이 모두 다를 때는 속력이 클수록 빠르다고 볼 수 있어요 

 그럼 속력과 속도는 같은 걸까요? 다른 걸까요?

 일상에서는 속도와 속력을 같은 뜻으로 사용하지만 과학에서 사용하는 속도와 속력의 뜻은 달라요 속력은 물체가 얼마나 빠르게 이동하느냐를 뜻하지만 속도는 물체가 어느 방향으로 얼마나 빠르게 이동하느냐를 말하는 거거든요 그러니까 속도는 속력과 운동 방향을 둘 다 나타내는 거예요

 3교시 관성

 안전띠를 꼭 매야 하는 까닭은?​

물체의 힘이 작용하지 않을 때 정지에 있는 물체는 계속 정지해 있으려고 하고 운동하고 있는 물체는 계속 같은 속력으로 같은 방향으로 운동하려는 성질을 관성이라고 하고 그 법칙을 관성 법칙이라고해요

​ 이러한 관성 때문에 차가 갑자기 출발하면 안에 타고 있는 사람이 뒤쪽으로 쏠리고 차가 갑자기 멈추면 차 안에 있는 사람이 앞쪽으로 쏠리는 현상이 일어나요

​ 이때 속력과 방향이 일정한 운동을 등속직선운동이라고 하는데 에스컬레이터나 무빙워크 컨테이너 벨트 스키장 리프트 등이 그 예라고 볼 수 있어요

 4교시 힘과 운동

 쇼트트랙에서 다음 선수를 미는 까닭은?​

​ 힘이 작용할 때 물체는 속력이나 운동의 방향이 변하게 되는데 정지에 있는 물체에 힘을 작용하게 되면 물체는 힘을 주는 방향으로 운동하게 되요 물체가 운동하는 방향과 같은 방향으로 힘이 작용하면 속력이 커지고 물체가 운동하는 방향과 반대 방향으로 힘이 작용하면 속력이 작아지게 돼요

 물체의 움직임을 한 장에 담은 사진으로 시간이 지남에 따라 물체의 속력이 어떻게 변하는지 알 수 있는 사진이 바로 다중섬광사진이에요 시간이 지남에 따라 물체 사이의 간격이 커지면 속력이 커진다고 볼 수 있고 간격이 작아지면 속력이 작아지는 운동이라고 이해할 수 있어요

 5교시 속력의 변화

 배드민턴 공이 빠른 까닭은?

​ 물체의 질량이 클수록 속력이 변하는 정도가 작아요 질량이 작을수록 속력이 변하는 정도가 반대로 커지구요 똑같은 세기로 공을 칠 때 질량이 작은 배드민턴 공이 질량이 큰 테니스공보다 빠른 이유가 바로 그것이에요 그리고 힘의 크기가 클수록 속력이 변하는 정도가 크고 힘을 크기가 작을수록 속력이 변하는 정도가 적어요 배드민턴 공을 세게 치면 배드민턴 공은 더 빠르게 날아갈 수 있어요

 속력이 변하는 정도는 질량이 작을수록 그리고 힘의 크기가 클수록 크다는 것을 말하는 법칙이 바로 뉴턴 제2의 법칙이에요 이 법칙으로 공기저항이 없으면 질량에 관계없이 모든 물체는 동시에 떨어진다는 것을 설명할 수 있어요

 6교시 원운동

 인공위성은 왜 안 떨어질까?​

​ 한 점을 중심으로 일정한 속력으로 원을 그리며 도는 운동을 등속 원운동이라고 해요 속력은 그대로지만 운동 방향이 계속 변하는 셈이죠 등속 원운동을 하는 물체는 원의 중심을 향하는 힘 즉 구심력이 작용하는데 이때 구심력이 사라지면 관성 때문에 물체는 그 순간 운동하던 방향으로 곧장 날아가며 원을 그리던 방향이 아니라 직선으로 날아가게 돼요

 매우 큰 속력으로 발사되어 땅으로 떨어지지 않고 지구 돌래를 돌고 있는 인공위성이 바로 등속 원운동을 하고 있는데요 지구의 중력이 구심력으로 작용하기 때문에 인공위성은 떨어지지 않고 계속해서 지구 주변을 돌 수 있는 거예요

 두 번째 책에서도 다양한 힘이 나왔는데 어떻게 보면 그러한 힘이 계속해서 적용하는 것을 운동이라고 볼 수 있겠네요 요즘 계속해서 텔레비전에 나오는 올림픽 스포츠의 생중계를 보니 모든 스포츠는 기본적으로 운동과 힘을 분석하여 전략을 짤 줄 알아야겠다고 생각하게 되었어요ㅎ