[중3 과학] 4차시
궁금해? 궁금해! 자유낙하운동
왼쪽의 사진이 무엇인지 아시나요?
피사의 사탑의 일부분입니다. 피사의 사탑은 갈릴레이 하면 떠올려질 만큼 유명한 탑인데요, 피사의 사탑과 갈릴레이는 무슨 관계가 있을까요? 이야기, 시작하겠습니다.
#논리로 편견 깨부수기
여러분 편견이란 것은 쉽게 깨질까요? 아니지요. 이미 만연해버린 생각이기 때문에 이 것에 대항하기 위해서는 철저한 준비가 필요합니다.
여러분도 여러분의 세상에 존재하는 편견과 싸우려면 여러분 스스로가 철저히 무장해야한답니다.
갈릴레이는 '논리'로 철저히 무장하여 편견과 맞서 싸웠답니다.
이야기 속으로 들어가보겠습니다.
여러분, 여러분 손에 무거운 볼링공과 깃털이 있다고 생각해보세요. 이제 올라갑니다. 파사의 사탑으로 말이지요. 한참을 올라왔습니다. 피사의 사탑 꼭대기에 도착했네요. 아래를 내려다보니 아찔합니다. 이제 손에 들고 있던 볼링공과 깃털을 떨어뜨립니다. 어떤 것이 먼저 떨어질까요?
갈릴레이가 살았던 당시 사람들은 볼링공이 먼저 떨어진다고 생각했어요. 왜냐하면 "무겁기 때문이지요." 대부분의 사람들은 “무거운 물체가 더 빨리 떨어진다”라고 생각했답니다. 그러나 갈릴레이는 생각이 달랐습니다. 갈릴레이는 오히려 "무거운 물체가 더 빨리 떨어진다"는 말이 논리적으로 모순되는 말임을 증명합니다. 갈릴레이의 말을 들어볼까요? 집중하셔야합니다~!
#갈릴레이가 설명하기를,
자, 여러분 여러분들의 말에 따라 무거운 물체가 먼저 떨어진다고 생각해봅시다.
볼링공은 빠르게 떨어지고, 깃털은 느리게 떨어집니다.
그러면 그 둘을 줄로 연결하면 어떻게 될까요?
볼링공은 빨리 떨어지려 하는데, 깃털은 느리게 떨어지니 볼링공이 방해를 받겠네요? 그렇다면, C는 A보다는 늦게 떨어지고 B보다는 빠르게 떨어지게 됩니다.
즉, 먼저 떨어지는 순서대로 나열하면 A, C, B가 되겠네요.
이번에는 이렇게 한 번 생각해봅시다. 무게를 따진다면 누가 제일 무거울까요? 큰 차이는 없겠지만, C가 가장 무겁겠지요. 무거운 물체가 빨리 떨어지는 것이니, 먼저 떨어지는 순서대로 나타내보면, 네. C, A, B가 되겠습니다.
이상하네요. 여러분들의 생각대로 “무거운 물체가 먼저 떨어진다“라고 생각해봤더니 한 가지 결론이 나오는 것이 아니라 서로 다른 두 가지의 결론이 나와버리게 됩니다. 말에 모순이 있다는 뜻이지요.
그래서 저는 이렇게 주장하겠습니다. "무거운 물체나 가벼운 물체나 동시에 떨어진다. 다만, 깃털은 공기의 저항을 볼링공보다 더 많이 받아 늦게 떨어지는 것일 뿐이다." 즉, 진공상태에서 두 물체를 떨어뜨린다면 동시에 떨어질 것입니다.
#자유낙하운동
실제로 진공 상태(공기가 없어서 공기 저항이 없는 상태)를 만들어 볼링공과 깃털을 동시에 떨어뜨려보는 실험을 했었네요. 말은 이해가 안되겠지만..
영상 내용을 유심하게 시청해봅시다. 갈릴레이의 말은 진짜일까요?!
오늘은 '자유 낙하 운동'에 관해 학습해보겠습니다. '자유 낙하 운동'이란 공중에 정지해 있던 물체가 중력만을 받아 떨어지는 운동을 의미합니다. 아래의 학습지를 다운 받아 같이 학습해 보아요~!!
학습지 4.pdf자 여러분 지난 시간 학습한 내용을 토대로 천천히 학습지를 매워보세요~!
그래프도 꼭 그려보시고요~!!
0초~1초 구간을 순서쌍으로 나타내는 방법 무엇이었지요?
가운데 시간인 '0.5초'를 시간으로 사용하는 것이었지요!
아래의 내용을 보지 마시고 스스로 해보세요.
학습지를 다 해결하고 스크롤을 내려보세요~!
여러분, 그래프 잘 그릴 수 있으시겠어요?? 조금 어려울 수도 있는데, 잘 안되면 다시 해보고 또 다시해보고 반복하시다보면 쉽게 될거에요.
그래프가 어떤가요? 등속운동과 다르게 자유낙하운동에서는 시간-속력 그래프가 1차함수가 되었지요?
속력이 시간에 따라 일정하게 증가하는 운동이랍니다.
이 그래프의 기울기를 '가속도'라고 하는데요.
'가속도'는 시간에 따른 속력의 변화를 의미한답니다.
특히 자유낙하운동에서 가속도는 지구에서 9.8m/초^2 이 되는데, 이 가속도를 '중력가속도'라고 한답니다!
#마침
갈릴레이 이후 등장한 아주아주 유명한 과학자 한 명이 있는데요 바로 '아이작 뉴턴'입니다.
아이작 뉴턴은 다음과 같은 말을 했다고 하네요.
"오늘날 내가 큰 업적을 이룰 수 있었던 가장 큰 이유는 바로 거인의 어깨 위에 올라서서 더 넓은 시야로 더 멀리 볼 수 있었기 때문이다."
여기서 거인은 오늘 우리가 학습한 "갈릴레오 갈릴레이"를 의미한다고 하네요.
학습한 내용 복습하는 것 잊지마시고~! 수고하셨습니다. 다음시간에 봐요~^^
내용구성 : 정재환( 대구중)