갈릴레이, 등속운동으로 세상의 편견을 깨다!

#출생

갈릴레오 갈릴레이는 1564년에 태어났어요. 갈릴레오의 고향에는 맏아들의 이름을 붙일 때 성을 변형해서 사용하는 풍습이 있어서, 그의 이름이 ‘갈릴레오’가 되었어요. 갈릴레이는 그야말로 편견에 대항하는 사람이었는데요, “나는 내가 직접 보고 경험한 것만을 믿는다.”라는 명언을 남겼다고 하네요. 도데체 그는 어떤 사람이었을까요?

#편견 깨기

#반대로 생각하기

그러면 갈릴레이 이야기를 계속 이어가겠습니다.

여러분 물질은 왜 움직일까요?

갈릴레이가 살아갈 당시의 사람들은 물질을 움직이는 원동력인 ‘임페투스’라는 것이 있다고 생각했어요. 처음 물체를 강하게 밀면 물체 안에 ‘임페투스’가 들어가서 물체가 움직이게 된다는 말이지요. 그 ‘임페투스’는 구멍난 풍선에 바람이 빠지듯이 물체가 움직이면서 그 세기가 차츰 줄어들다가 결국 0이되고 물체는 멈추게 된다라고 생각한 거지요.

그러나 갈릴레이는 반대로 생각했어요.

“물질이 왜 움직일까?” 라고 생각한 것이 아니라,

“물질이 왜 멈출까?”

라고 반대로 생각했답니다. 즉 갈릴레이는 “물체는 원래 움직인다”라고 생각한 것이지요. 우주에 천체들이 계속 움직이는 것처럼요.

#사고실험

#등속운동

1. 속력 구하기

자동차가 1초에 몇 cm를 이동하나요?

네, 25cm를 이동하지요? (자동차 뒷 부분을 기준으로 자를 읽어주시면 됩니다.)

그러면 시간(초)에 따른 자동차의 위치를 적어봅시다.(자동차 뒷부분을 기준으로 하면 되겠지요?)

1초 지나면, 25cm 2초 지나면, 50cm, 3초 지나면 75cm, 그 다음부터는 학습지에 직접 적어보세요~^^

학습지 다음 표로 넘어 가겠습니다. 이번에는 1초 간격의 시간 구간마다 자동차의 이동 거리를 구하고, 그 시간 구간에서의 속력을 계산해보라고 하네요!

1초 간격의 시간 구간마다 자동차의 이동 거리는 얼마인가요? 앞 차와 뒷차 사이의 거리를 계산해보면 되겠지요?(유의점은, 이번에도 자동차 뒷 부분을 기준으로 해야한다는 것!) 그렇다면 0초~1초의 시간 구간에서 이동 거리는? 25cm! 이겠지요. 그 다음 표의 빈칸은 스스로 매워보세요! 속력은 얼마인가요? (속력은 이동거리를 걸린 시간으로 나누면 된답니다!)

속력은 '25cm/초'

2. 시간-이동 거리 그래프

이제는 첫번째 표의 내용을 그래프로 나타내어 볼게요! 각 시각 마다 자동차의 위치를 '순서쌍'으로 나타내고 그래프를 그려보면 된답니다.

0초에 자동차 뒷부분은 자의 몇 cm에 있지요? 0cm 이죠. 그렇다면 순서쌍은 (0, 0)이 되겠네요.

시간이 지남에 따라 자동차의 위치를 순서 쌍으로 나타내면 (1,25) (2,50) (3,75) (4,100) 입니다. 이제 순서쌍을 다 구했으니 그래프로 나타내어 볼게요!

3. 시간-속력 그래프

이제는 두번째 표의 내용을 그래프로 나타내어 볼게요! 각 시간 구간 마다 자동차의 속력을 '순서쌍'으로 나타내고 그래프를 그려보면 된답니다.

0초~1초 구간에서 자동차의 속력은 얼마인가요? 25cm/초이죠. 그런데 순서 쌍을 나타내려고 하니 곤란하네요... 순서쌍은 숫자로 나타내어야 하는데, '0초~1초'를 어떻게 표현하지요? 곤란하지만 우리가 포기할 수는 없지요. 0초~1초이니까 그 가운데 숫자인 0.5로 합시다. 그러면 순서쌍은 (0.5, 25)가 되겠네요.

시간이 지남에 따라 자동차의 속력을 순서 쌍으로 나타내면 (1.5,25) (2.5,25) (3.5,25) (4.5,25) 입니다. 이제 순서쌍을 다 구했으니 그래프로 나타내어 볼게요!

#마침

수고하셨습니다! 오늘은 갈릴레이의 사고 실험에서 등장한 "등속 운동"이란 무엇인지, 등속 운동하는 물체의 시간에 따른 이동거리와 속력은 그래프로 어떻게 나타내어 지는지에 관해 학습했습니다. 중요한 내용이니 복습 잊지마시고~^^ 내일은 갈릴레이에 관한 또다른 이야기로 뵙겠습니다~!

내용구성 : 정재환( 대구중)