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

◎ 미리생각해보기

다음은 회전방향을 변화하였을 때, 회전속도에 따라 모양이 변하는 장난감입니다. 1번과 2번 중 어느 쪽이 회전속도를 빠르게 하였을 때 결과일까요? 그 이유는 무엇일까요?
1번	2번	1번 결과물이 2번 결과물보다 회전속도가 빠릅니다. 그 이유는 모든 물체는 속도가 빠를수록 관성력이 커지기 때문입니다. 관성이란 현 상태를 유지하려는 성질로, 해당 예시의 장난감은 회전방향을 변화시켰을 때 원래의 회전방향을 유지하려는 성질을 더욱 뚜렷하게 볼 수 있는 1번이 2번보다 회전속도가 빠르다고 할 수 있습니다.

◎ 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 주변을 정리하고 손을 깨끗이 씻습니다.

◎ 실험 전 반드시 확인하기!

종이 도안이 찢어지지 않도록 주의합니다.

다양한 각도와 방법으로 관찰하도록 지도하여주세요.

1. <A> 스티커를 떼어내어 선을 기준으로 스티커의 접착면에 거울지를 붙여줍니다.	2. 1번에서 만든 결과물을 풍선컵에 붙여줍니다. (주의- 풍선컵에 미리 양면테이프를 붙여주면, 견고하게 부착할 수 있습니다.)

3. <C>번 스티커를 떼내어 1번과 같이 선을 기준으로 접착면에 거울지를 붙여줍니다.	4. 거울지를 붙인 <C>스티커 위에 <B>스티커를 붙여 고정시킵니다. (주의- 타공에 유의하여 붙여줍니다.)

7. 풍선스틱(막대)를 아래부터 끼워 풍선컵에 꽂아줍니다.	8. 양손을 맞대어 스틱을 끼운 후, 손을 비벼 회전방향을 바꾸며 변화를 관찰합니다.

5. 도안을 떼어낸 후, 별과 새를 양면테이프를 이용하여 입체적으로 만들어줍니다. (주의- 새의 경우, 타공 주변으로 양면테이프가 나오지 않도록 주의합니다.)	6. 별은 <A>스티커의 부착면에, 새는 <B>스티커 부착면에 붙입니다.

◎ 실험방법

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

◎ 실험결과 및 생각해보기

1. 거울이 빛을 반사해 반짝이는 효과를 나타냅니다. 이는 빛의 어떠한 성질 때문일까요?

⇒ “빛의 반사” 때문 입니다.  반사는 빛이 매질의 경계면에서 일부 또는 전부가 같은 매질 속으로 오는 현상입니다.

2. 회전속도에 따라 결과물이 달라집니다. 빠르게 돌렸을 때 나타나는 현상을 이야기해봅시다.

⇒ 회전속도가 빠를수록 관성력이 커지기 때문에 8자모양이 뚜렷하게 나타납니다.

◎ 원리이해

1. 빛의 반사

: 우리는 낮이나, 불을 켠 경우에는 주위의 물체를 볼 수 있습니다. 또, 호수와 같은 잔잔한 수면에 물체의 상이 맺혀지는 것을 볼 수 있습니다. 이것은 빛이 물체에 부딪친 다음에 반사하기 때문입니다. 이와 같이 빛이 매질의 경계면에서 일부 또는 전부가 같은 매질 속으로 오는 현상을 “반사”라고 합니다.

매끄러운 알루미늄 포일	구겨진 알루미늄포일

거울이나 잔잔한 수면처럼 매끄러운 면에서 빛이 반사되면 반사되는 면에 물체의 상이 비쳐 보입니다. 매끄러운 알루미늄 포일에는 물체가 비치지만 구겨진 알루미늄 포일에는 물체가 비치지 않습니다. 빛이 진행하다가 다른 매질을 만났을 때 그 면에 입사한 빛은 반사하는데, 이때 들어오는 빛을 “입사광” 나가는 빛을 “반사광”이라고 합니다.

2. 회전운동과 관성

물체가 회전 운동을 할 때에는 두 가지 힘이 작용하여 한 힘이 원의 중심을 향해서 물체를 당기면 다른 한 힘은 원의 중심에서 물체를 일직선상의 밖으로 밀어냅니다. 이 때 물체를 원의 중심방향으로 끌어당기는 힘을 “구심력”이라고 하며, 반대로 원의 중심에서 밖으로 밀어내는 힘을 “원심력”이라고 합니다. 원심력은 관성의 일종으로 물체가 원운동을 할 때 원 바깥으로 움직이려는 성질입니다.

우리는 일상생활에서 다양한 구심력을 볼 수 있습니다. 세탁기에서 물이 빠질 때 원을 그리며 흘러 내려가는 것, 달이 지구를 중심으로 끌어당기는 중력에 의해 원에 가까운 궤도를 도는 것, 자동차가 곡선도로에서 회전할 때 바퀴와 지면사이에 마찰력이 구심력으로 작용하기 때문에 바깥쪽으로 나가지 않는 것 등을 예로 들 수 있습니다.

구심력은 회전운동을 할 때에도 작용합니다. 예를 들어, 물을 넣은 컵에 줄을 매달아 다양한 방법으로 회전운동을 했을 때 물이 밖으로 쏟아지지 않는 것을 볼 수 있습니다. 그 이유는 회전 운동시 원의 중심방향으로 끌어당기는 구심력과 원의 중심에서 밖으로 밀어내는 원심력이 동시에 작용해 원운동을 만들어주기 때문입니다. 또한 물을 넣은 컵이 거꾸로 돌아가는 상태에도 물이 아래로 쏟아지지 않는 것은 구심력과 원심력의 힘이 같거나, 원심력이 크기 때문입니다.

팽이를 돌리면 왜 한동안 멈추지 않고 계속 돌아갈까요? 모든 물체는 정지 또는 운동하고 있는 현재의 상태를 지속하려는 관성을 갖고 있으며, 또한 팽이가 회전운동을 하게 되면 원의 중심방향으로 끌어당기는 구심력과 원의 중심에서 밖으로 밀어내는 원심력이 같은 힘으로 작용하기 때문에 계속 돌아갑니다.

학습목표

관성과 회전운동을 이해하고, 거울지를 이용하여 빛을 반사하는 회전 장난감을 만들어 봅니다.

1. 거울이 빛을 반사해 반짝이는 효과를 나타냅니다. 이는 빛의 어떠한 성질 때문일까요?

2. 회전속도에 따라 결과물이 달라집니다. 빠르게 돌렸을 때 나타나는 현상을 이야기해봅시다.

실험날짜          년      월      일

학년   반    이름 :

다음은 회전방향을 변화하였을 때, 회전속도에 따라 모양이 변하는 장난감입니다. 1번과 2번 중 어느 쪽이 회전속도를 빠르게 하였을 때 결과일까요? 그 이유는 무엇일까요?
1번	2번

◎ 미리생각해보기

거울지, 풍선컵, 풍선막대, 스티커, 도안, 양면테이프

※직접준비해주세요. (가위)

◎ 실험준비물

◎ 실험결과 및 생각해보기

◎ 새롭게 알게 된 사실

◎ 느낀점