과학(10324)
Ⅱ. 여러 가지 힘
1-4. 탄성력의 크기
복습하기
Q. 탄성이란?
A. 변형된 물체가 원래의 모양으로 되돌아가는 성질
Q. 탄성력의 크기를 결정하는 것은?
A. 탄성체의 변형된 길이 (그 외에도 다른 조건이 있지만, 자세한 내용은 고등학교 물리에서 배워요.)
생각열기
고무줄로 수박을 깰 수 있을까? 다음 영상을 통해 확인해보자!
무시무시한 탄성력! 오늘은 탄성력이 얼마나 센지, 그 크기에 대해 알아보자.
탐구하기
[활동 1] 탄성력의 크기
다음은 탄성력을 이용한 무시무시한 놀이기구이다.
이 놀이기구에 사용된 것은 무엇이며,
이 놀이기구를 더 흥미진진하게 만들기 위해서 어떤 조치를 취했는지 생각해보자.
Q. 탄성체의 변형된 길이와 탄성력의 관계는?
A. 변형된 길이가 클수록 탄성력은 커진다. (많이 늘어나거나 줄어들수록 탄성력이 크고, 조금 늘어나거나 줄어들면 그만큼 탄성력이 작다.)
[활동 2] 용수철을 이용한 힘의 측정
Q. 위의 표는 위(영상)와 같은 실험에서 추의 질량을 다르게 하여 실시한 결과이다.
빈칸에 알맞은 값은?
그리고 이 추를 더 추가하였더니 늘어난 길이가 12cm가 되었을 때 용수철에 매달린 추의 총 개수는?
A. (가) 6, (나) 8 / 늘어난 길이가 12cm 일 때 용수철에 매달린 추의 총 개수는 6개이다.
Q. 용수철의 늘어난 길이만으로도 탄성력의 크기를 추측할 수 있는 이유는?
A. 용수철이 늘어난 길이와 탄성력의 크기는 비례하기 때문
[활동 3] 문제를 풀어보자!
원래 길이가 10cm인 용수철에 무게가 3N인 추를 달았다.
Q. 이 때 탄성력의 방향은?
A. 위쪽
Q. 이 때 탄성력의 크기는?
A. 3N, 물체의 무게만큼(변형된 만큼) 탄성력이 생긴다.
Q. 이 때 용수철이 변형된 길이는?
A. 5cm (원래 10cm였는데 15cm가 되었으므로)
Q. 이 용수철에 6N의 추를 달면 용수철의 총 길이는?
(단, 용수철에는 6N짜리 추 1개만 달려있으며 탄성한계 범위 내에서 작용한다.)
A. 20cm (원래 길이 10cm+변형된 길이 10cm(3N일 때 5cm변형, 6N일 때 10cm 변형)
2. 다음은 손의 힘을 길러주는 운동기구인 악력기이다. 이 기구는 연결부위에 용수철을 넣어 이것의 탄성력을 이용한 것이다. 물음에 답하시오.
Q. 상황① 과 상황② 중에서 악력기에 더 큰 힘을 주고 있는 상황은?
A. 상황② (용수철이 더 많이 수축하였으므로)
Q. 용수철이 더 많이 줄어들수록 탄성력의 크기는?
A. 커진다. (탄성력은 탄성체의 ‘변형된’ 길이에 비례하기 때문이다. 그러므로 원래모양보다 줄어든만큼 탄성력이 생긴다.)
심화 학습
용수철 저울을 공중에서 떨어뜨리면 어떻게 될까?
바닥에 떨어진다
바닥 부분이 공중에 머물다가 떨어진다
바닥 부분이 윗부분까지 튀어오른다
영상을 통해 결과를 확인하고, 그 이유를 생각해보자.
도전하기
내용구성: 정해윤(대구 성서고)