10-2 힘의 측정과 표시
10-2 힘의 측정과 표시
탐구 1) 힘의 크기 측정
1. p.226처럼 추를 용수철에 매달아 늘어난 길이를 측정했다.
TD VALIGN=MIDDLE WIDTH=33%>
추의 질량(g)
0 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
용수철의 늘어난 길이(cm) |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
1) 추의 질량이 크면 클수록 용수철이 늘어난 길이는 (커, 작아)진다.
2) 용수철이 늘어난 이유는? 추의 무게 때문이다. 용수철의 늘어난 길이가 의미하는 것은 무엇인가? 잡아 당긴 ( )
3) 힘의 단위는 뉴턴( )이고 질량 1kg의 추가 용수철을 잡아당기는 힘은 10N이다.
원래 1kg의 힘을 정확히 나타내면 10N이 아니라 9.8N=( )kgf
Q) 앞에서 무게의 단위는 뉴턴(N)이라는 것을 배웠다. 왜 무게와 힘의 단위는 같을까?
무게가 생기는 이유는 즉 우리가 물체가 무겁거나 가볍다고 느끼는 것은 바로 물체에 작용하는 중력(力-힘력) 때문이다. 즉, 물체의 무게는 물체에 작용하는 중력 때문이다. 결국 물체의 무게란 바로 그 물체에 작용하는 중력의 크기이므로, 무게의 단위도 N(뉴턴)을 사용한다.
Q) 1kg의 질량을 가진 물체가 우주에 가면 중력이 0이다. 그렇다면 무게는 얼마인가? ( )
도전) 햄버거 1개의 무게는 1N이다. 햄버거 1개의 질량은 ( )g이고, 햄버거 1개를 들고 있으려면 ( )N의 힘이 필요하다.
추의 질량(g) |
0 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
추의 질량(kg) |
0 |
0.05 |
|
|
|
|
|
|
추의 ( ) 또는
용수철에 작용하는 힘(N) |
0 |
0.5 |
|
|
|
|
|
|
용수철의 늘어난 길이(cm) |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
3) 용수철에 작용하는 힘의 크기와 용수철이 늘어나는 길이는 (비례, 반비례)한다.
결론 : 힘의 크기를 측정하는 방법? ( )이 ( )난 길이를 재면 된다.
4) 철수가 용수철을 손으로 잡아당겨 50cm 늘렸다면 용수철에 작용한 힘은? ( )N
p.228 그림 18 그리기
p.228 물음 4 풀기(교과서에 풀기)
탐구 2) 과람이가 책상 위에 놓여 있는 과학책을 동쪽으로 3N의 힘으로 밀었다. 과람이가 과학 책에 작용한 힘을 나타내어라.(단, 1N은 1cm로 표시)
10-3 두 힘의 합성
1. 같은 방향으로 작용하는 두 힘의 합력은 어떻게 구할 수 있을까?
탐구 8번 실험 - 책에 풀기
결론 : 같은 방향으로 작용하는 두 힘 F1, F2 의 합력은 어떻게 구할 수 있을까?
F = ( ) ( ) ( )
두 힘 F1, F2 이 반대 방향으로 작용할 때 그 합력은 어떻게 구할 수 있을까?
Q) 철봉에 한 손으로 매달릴 때와 두 손으로 매달릴 때 어느 경우 오래 버틸 수 있을까?
Q) 오래 버틸 수 있는 이유는 무엇인가?
2. 나란하지 않은 두 힘의 합력은 어떻게 구할까?
ST가 드디어 새로운 그네를 발명했다. 기존의 그네와 비교할 때 어떤 그네가 더 튼튼할까? (여러분의 생각을 적어보세요)
(ST의 발명품) (놀이터의 그네)
1) 그림 (가)와 같이 고무 밴드 한 쪽을 P지점에 고정시킨 다음,
9조 18세트로 만든다. 40개 이상 용수철 저울 준비
나무판 18개
이 실험으로 3시간을 잡자
좀 더 구조화된 실험이 중요하다.
실은 좀 짧게 지급한다.
미리 예비 보고서를 받자
두 개의 용수철 저울을 고무 밴드가 연결된 실에 걸어 두 저울의 사이 각을 달리하면서 고무밴드의 한 끝을 Q 지점(15cm)까지 끌어당겨 본다.
2) 그 때의 각 저울의 눈금 F1과 F2 를 표에 기록한다.
두 힘의 사이각 |
0° |
60° |
120° |
F1(N) |
N |
|
|
F2(N) |
N |
|
|
Q1) 두 힘의 실제 합력은 어떻게 구할까?
( 두 힘을 무조건 더하면 될까? 힌트 : 용수철 저울 하나로도 구할 수 있다)
Q2) 아래의 빈칸을 채우자
두 힘 사이의 각도 |
60° |
120° |
F1(N) |
|
|
F2(N) |
|
|
두 힘을 무조건 더한 값 |
|
|
두 힘의 합력(F) |
|
|
Q3) 두 힘을 무조건 더한 값과 실제로 측정한 합력은 같은가? 다른가?
Q4) 그렇다면 나란하지 않은 두 힘의 합력을 구하는 방법은 무엇일까?
- 모눈 종이의 가운데 부분에 한 점을 볼펜으로 찍는다.
- 한 점을 기준으로 1N을 ( 2 )cm로 정하여 F1과 F2를 각도에 맞게 그린다.
- 두 힘의 합력 (F)를 그린다.
- F1 끝과 F의 끝을 연결하는 직선을 그린다.
- F2 끝과 F의 끝을 연결하는 직선을 그린다.
Q5) 연결된 사각형은 무슨 모양인가?
Q6) 나란하지 않은 두 힘의 합력은 어떻게 구할 수 있을까?
1. 방향이 서로 다른 힘의 합력은 어떻게 구할 수 있을까? 그려보세요.
(A) (B) (C)
Q) A, B, C 중 어떤 경우 합력이 더 큰가?
Q) B만큼의 합력이 나오려면 A의 2개의 화살표의 길이(F1, F2 힘의 크기)는
더 (커져야, 작아져야) 한다.
Q) 각도가 더 커지면 합력은 (커진다, 작아진다)
2. 실험을 통해 아래와 같은 실험 결과를 얻었다.
두 힘 사이의 각도 |
0。 |
60° |
120° |
F1(N) |
1 |
1.5 |
3 |
F2(N) |
1 |
1.5 |
3 |
두 힘을 무조건 더한 값 |
|
|
|
두 힘의 합력(F) |
2 |
|
|
3. 실험 결과와 위의 그림을 통해 알 수 있는 것을 모두 적어보자.
- 방향이 같지 않은 힘의 합력은 두 힘을 무조건 더하면 ( ).
- 같은 힘을 낼 때 각도가 커질수록 F1, F2값, 즉 각각의 힘은 (많이, 적게)든다.
- 고무줄의 길이가 똑같이 늘어났다면 각도에 관계없이 합력은 (같다. 다르다)
- 방향이 같지 않은 힘의 합력은 ( )형을 그려보면 된다.
4. 아래는 ST가 발명한 그네이다. 만일 200N의 무게를 가진 ( )kg의 아이가 타고 있다면
어느 그네가 더 튼튼할까? 그 이유는?
(ST의 발명품) (놀이터의 그네)
6. 철봉을 어깨 넓이로 잡고 올라갈 때와 철봉을 어깨 넓이의 두 배로 잡고 올라갈 때
어느 경우가 더 올라가기 쉬운가? 그 이유는 무엇인가?
(어깨 넓이) (어깨 넓이의 두배)
7. 수직으로 걸린 빨랫줄에는 안전하게 매달릴 수 있지만
수평으로 걸린 빨랫줄에 매달리면 줄이 끊어지는 경우가 많다. 그 이유를 설명하라.
탐구) 질량이 1g밖에 되지 않는 클립을 실에 매달아서 실을 양쪽으로 잡아 당겨보자.
수평으로 만드는 것이 가능한가?
(힘의 합력 실험)
9조 18세트로 만든다. 40개 이상 용수철 저울 준비
나무판 18개
이 실험으로 3시간을 잡자
좀 더 구조화된 실험이 중요하다.
실은 좀 짧게 지급한다.
미리 예비 보고서를 받자
(모눈종이에 그리는 방법)
개인별로 그리게 한다.
다 그린 학생은 ST에게 검사를 받는다.
합격하면 못 그린 학생이 그리는 것을 도와준다.
도와주고 나면 도와준 친구 이름을 도움 받은 학생의 모눈종이위에 적는다.
많이 도와줄수록 점수가 올라간다.
<실에 클립 매달아 힘의 합력 보여주기>
실에 클립을 매달아 양쪽에서 잡아당기면 클립의 질량이 작아 실이 일직선으로 된 것처럼 보인다. 이 때에는 학생들의 필통을 이용하여 잡아 당겨보도록 한다.
