◎ 미리생각해보기

구름에서 떨어지는 물을 우리는 ‘비’라고 부릅니다. 공기가 가득 차 있는 하늘에서 어떻게 물이 떨어지는 것일까요? 비가 만들어지는 원리에 대해 생각해보고 함께 이야기해보세요.

비는 공기 중에 있던 수증기들이 서로 뭉치려는 성질 때문에 응결되어 점점 무거워집니다. 일정 무게 이상이 되면 아래로 떨어지는 것입니다. 즉, 물방울이 무거워져서 떨어지기 전 비의 상태를 바로 구름이라고 할 수 있는 것입니다. 따라서 구름은 물방울 알갱이들의 수증기 집합체, 비는 그 구름에서 뭉쳐진 물방울이 지구의 중력에 의해서 아래로 떨어지는 것을 말합니다. 보통 구름 속의 물방울들은 중위도에서 대기권 상단부에서는 눈이었다가 추운 날씨에는 그대로 눈으로 내리고 따뜻한 날씨에는 녹아서 액체가 되어 ‘비’로 떨어집니다.

◎ 실험 전 주의사항!

1. 실험에 포함된 작은 부품이나 시약 등은 삼키지 않도록 주의합니다.

2. 실험에 포함된 준비물은 실험 외 다른 용도로 절대 사용하지 않도록 합니다.

3. 실험용 도구와 시약으로 절대 장난치지 않도록 합니다.

4. 날카로운 도구를 사용할 때는 다치지 않도록 주의합니다.

5. 실험 후에는 주변 지역을 정리하고 손을 깨끗이 씻습니다.

◎ 실험 전 반드시 확인하기!

우드락보드는 10*15cm로 잘라 1인 1장씩 나누어주세요.

1. PET병 바닥에서 2cm 높이의 빨대가 들어갈 정도의 구멍을 뚫습니다. 7Φ빨대를 90도로 구부려 짧은 부분을 구멍에 넣은 후 물이 세지 않도록 고무찰흙으로 막습니다. 우드락보드에 양면테이프를 이용하여 PET병을 붙입니다.	2. 투약병의 앞부분을 자른 후, 뒷부분에 구멍을 내어 실험과정 1번의 빨대의 긴 부분을 끼우고 고무찰흙으로 주위를 꼼꼼히 막습니다.

◎ 실험방법

3. 수수깡을 15cm 잘라 양면테이프를 이용하여 빨대 옆 우드락보드에 붙이고 빨대가 흔들리지 않게 수수깡과 빨대를 투명테이프로 감아줍니다.	4. 5Φ빨대의 구부러지는 부분을 잘라내고, 다음과 같이 4cm남기고 세로로 반을 자릅니다. 또 색종이 깃발을 만들어 꼬지막대의 5cm위치에 붙입니다.

SZ-F-R-005(Rev.3)                                                                                                      호기심의 시작 사이언스존                                                                                                     A4(210mm ×297mm)

5. PET병 뚜껑에 구멍을 낸 후 실험과정 4번에서 만든 빨대를 끼워 넣습니다. 꼬지막대의 깃발 반대쪽 끝에 스티로폼볼을 끼우고 페트병에 넣은 후 뚜껑을 닫습니다 (주의! 스티로폼을 끼운 꼬지막대 깃발이 PET병의 바닥에 닿아야 합니다.)	6. 수수깡에 눈금도안을 붙인 후 양면테이프를 이용하여 우드락보드에 고정합니다. 물을 부으며 관찰합니다. (주의! 꼬지막대 깃발의 끝이 도안의 0ml를 가리켜야 합니다.)

◎ 실험결과 및 생각해보기

1. 비 오는 날, 내가 만든 우량계로 강수량을 측정해보세요. 10분 단위로 측정한 강수량을 기록해보세요.

⇒ 보고서에 있는 표에 시간과 측정장소를 적고 10분 간격으로 비의 양을 적을 수 있도록 합니다.

관측장소: 관측날짜: 년 월 일
시각
강수량(ml)

2. 비 오는 날 강수량을 측정하려고 합니다. 강수량을 측정하기 위해 우량계를 놓아두기 가장 알맞은 장소는 어디일까요?

⇒ 처마나 기둥이 있는 곳 또는 건물 옆은 피해야합니다. 하늘에서 내리는 비의 양을 정확하게 측정하기 위해서는 주변의 방해요인을 모두 없애주는 것이 중요합니다. 하늘에서 내린 비가 단위면적 당 내리는 양이 정확할 수 있도록 나무나 지붕이 없는 평지에 두고 관측합니다.

◎ 원리이해

1. 물의 순환

지구의 물은 상태가 변하면서 (고체↔액체↔기체) 지표면과 대기를 순환합니다. 이 과정에서 구름이 생기고 비가 내리는 현상이 일어납니다. 바다나 강에서 증발한 물은 구름이 되어 여기저기로 이동하며, 구름에서 무거워진 물방울이나 얼음 알갱이들이 비나 눈이 되어 땅 위로 떨어집니다. 또 땅으로 떨어진 물은 흙으로 흡수되거나 강으로 흘러들어가 넓은 바다로 나가게 되고 또다시 물이 증발하게 되는 과정을 순환하게 되는 것입니다. 물이 순환할 때 그 힘이 되는 에너지는 따뜻한 태양에너지입니다. 액체였던 물이 증발하기 위해서는 따뜻한 열이

필요한데 지구에 전달되는 태양의 열이 물을 증발할 수 있도록 도와주기 때문입니다.

2. 우량계

강수량을 측정하는 계기로서, 지시우량계와 자기우량계가 있습니다. 빗물의 양을 무게 또는 부피로 측정하여 집수면적에 대한 깊이로서 ㎜단위로 표시합니다. 산간지방에서는 무인 관측 장치인 무선로봇우량계도 사용합니다.

지시우량계와 자기우량계로 나뉩니다. 원리는 일정한 지름의 용기에 빗물을 받아서 깊이를 측정하는 것으로 무게 또는 부피를 측정하여 집수면적에 대한 깊이로 환산하고 mm 단위로 표시합니다. 용기의 지름은 대체로 20 cm이나 사용목적에 따라서 다른 규격을 쓰고 있는 곳도 있습니다.

빗물은 물론 눈 ·진눈깨비 ·우박 ·이슬 등 용기에 들어온 것을 모두 물로 녹여서 우량되로 재고, 눈 ·우박 ·진눈깨비 등은 무게를 측정한 후 깊이(mm) 단위로 환산하여 강수량을 정합니다. 연속강수량과 강우강도(降雨强度) 분석을 위하여 자기우량계로 연속 기록하게 합니다.

자기우량계는 사이펀식 ·전도형식이 있으며, 산간지방에서는 무인 관측 장치인 무선 로봇 우량계도 사용되고 있습니다. 조선 1442년(세종 24)에 제정 ·설치된 측우기가 세계 최초의 우량계로 알려져 있습니다.

학습목표

비 오는 양을 측정하는 우량계를 만들어봅니다.

실험날짜          년      월      일

학년   반    이름 :

구름에서 떨어지는 물을 우리는 ‘비’라고 부릅니다. 공기가 가득 차 있는 하늘에서 어떻게 물이 떨어지는 것일까요? 비가 만들어지는 원리에 대해 생각해보고 함께 이야기해보세요.

◎ 미리생각해보기

PET병(뚜껑포함) 1개, 스티로폼볼 1개, 고무찰흙 1개, 양면테이프,

투약병 1개, 색종이, 도안, 우드락보드, 수수깡 2개,

빨대(5Φ) 1개, 빨대 (7Φ) 1개, 꼬지막대 1개

(※ 직접 준비하세요 : 칼, 볼펜, 송곳, 자, 투명테이프, 풀)

◎ 실험준비물

1. 비 오는 날, 내가 만든 우량계로 강수량을 측정해보세요.

보고서에 있는 표에 시간과 측정 장소를 적고 10분 간격으로 비의 양을 적을 수 있도록 합니다.

관측장소: 관측날짜: 년 월 일
시각
강수량(ml)

2. 비 오는 날 강수량을 측정하려고 합니다. 강수량을 측정하기 위해 우량계를 놓아두기 가장 알맞은 장소는 어디일까요?

◎ 실험결과 및 생각해보기

◎ 새롭게 알게 된 사실

◎ 느낀점