다른 시뮬레이션
6과13-016과13-026과13-03
오늘의 미션
지구가 자전축이 기울어진 채 공전하면 서울 부근의 남중 고도, 낮의 길이와 정오 그림자는 어떻게 달라질까요?
계절의 변화자전축 방향을 유지한 지구의 네 공전 위치를 직접 선택하고, 서울 부근의 남중 고도·낮 길이·정오 그림자를 같은 조건에서 비교합니다.
태양–지구 계절 관측소
공전 위치를 바꾸며 계절의 단서를 연결하세요
서울 부근 37.5°N에서 춘분·하지·추분·동지를 비교합니다. 지구는 자전축 방향을 그대로 유지한 채 태양 둘레를 공전합니다.
예상하기남중 고도가 가장 높을 때는 언제일까요?
공전 위치를 살펴보기 전에 남중 고도가 가장 높을 때를 예상해 보세요.
공전 관찰판지구의 위치를 선택하세요
모든 위치에서 자전축은 같은 방향으로 기울어져 있습니다.
지금은 춘분태양을 향하지도 등지지도 않음. 지구와 태양 사이 거리를 계절의 원인으로 바꾸지 않는 모형입니다.
정오 무렵 태양이 남쪽 하늘에서 가장 높을 때의 고도
대기 효과를 생략한 기하 모형의 해 뜸부터 해 짐까지
같은 높이 100 cm 막대에서 계산한 그림자 길이
계절 비교 기록판같은 조건에서 네 위치를 나란히 비교하세요
1/4 위치 관찰
관찰 관계: 서울 부근에서는 남중 고도가 높은 계절일수록 낮이 길고 같은 막대의 정오 그림자는 짧습니다. 이 차이는 자전축이 기울어진 채 공전하기 때문에 생깁니다.
지구 궤도는 비교를 위해 원에 가깝게 그렸고 크기와 거리는 실제 비율이 아닙니다. 낮 길이는 태양 중심이 지평선에 닿는 기하 모형이므로 대기 굴절과 태양 원반 크기를 반영한 실제 일출·일몰 시각과 몇 분 차이 날 수 있습니다.
교사용 수업 가이드질문, 오개념, 준비물과 교사용 정리 보기
핵심 탐구 질문
지구가 자전축이 기울어진 채 공전하면 서울 부근의 남중 고도, 낮의 길이와 정오 그림자는 어떻게 달라질까요?
먼저 결과를 예상하고, 한 번에 한 조건만 바꾸어 관찰해 보세요.
5분 수업 사용법
- 춘분, 하지, 추분, 동지 중 태양의 남중 고도가 가장 높은 때를 먼저 예상합니다.
- 공전 관찰판에서 네 위치를 차례로 선택하고 모든 위치의 자전축이 같은 방향을 가리키는지 확인합니다.
- 서울 부근 37.5°N, 정오, 높이 100 cm 막대라는 같은 조건에서 남중 고도와 낮의 길이, 그림자 길이를 기록합니다.
- 하지와 동지를 비교해 남중 고도가 높은 때의 낮과 그림자가 각각 어떻게 달라지는지 말합니다.
- 관찰한 차이를 지구가 자전축이 기울어진 채 공전한다는 사실과 연결해 계절 변화의 원인을 설명합니다.
자주 생기는 오개념
- 북반구의 여름은 지구가 태양에 더 가까워져서 생기는 것이 아닙니다. 실제로 지구는 북반구 여름인 7월 무렵 태양에서 더 멀지만, 계절 변화의 주된 원인은 기울어진 자전축과 공전입니다.
- 지구의 자전축은 공전 위치마다 태양 쪽으로 돌아서지 않습니다. 1년 동안 거의 같은 우주 방향을 가리키므로 북반구가 태양 쪽을 향하는 때와 등지는 때가 생깁니다.
- 태양 고도가 높으면 같은 막대의 그림자는 길어지는 것이 아니라 짧아집니다.
- 춘분과 추분의 낮과 밤은 이 단순 기하 모형에서 각각 12시간이지만, 실제 일출·일몰은 대기 굴절과 태양 원반 크기 때문에 정확히 같지 않을 수 있습니다.
- 남중 고도와 낮의 길이가 곧 기온을 뜻하지는 않습니다. 실제 기온은 지표와 바다가 데워지고 식는 데 걸리는 시간, 구름과 바람 등의 영향도 받습니다.
모형의 계산과 한계
- 서울 부근의 대표 위도 37.5°N을 고정하고, 자전축 기울기 23.44°와 춘분·하지·추분·동지의 태양 적위를 사용한 결정적 기하 모형입니다.
- 남중 고도는 90°에서 위도와 태양 적위의 차이를 뺀 값으로, 낮의 길이는 구면 천문 기하의 일몰 시각각으로 계산합니다.
- 높이 100 cm 막대의 정오 그림자는 막대 높이를 남중 고도의 탄젠트로 나누어 계산합니다. 실제 바닥의 기울기와 막대 오차는 포함하지 않습니다.
- 지구와 태양의 크기·거리와 공전 궤도는 화면에 맞게 단순화했으며 실제 축척이 아닙니다. 지구–태양 거리 차이를 계절 원인 변수로 사용하지 않습니다.
- 낮 길이는 태양 중심이 기하학적 지평선에 닿는 시점을 기준으로 하며 대기 굴절과 태양 원반의 크기를 생략합니다. 수치는 수업 비교용 반올림 값입니다.
교사용 설명 멘트
- 학생이 먼저 고른 절기를 기록한 뒤 화면의 네 지구 자전축이 서로 평행한지 손가락으로 따라가게 합니다.
- 서울 부근, 정오, 같은 막대라는 통제 조건을 먼저 읽고 하지와 동지의 세 수치를 비교합니다.
- 남중 고도가 높을수록 낮이 길고 정오 그림자가 짧다는 관계를 수치에서 찾게 합니다.
- 춘분과 추분의 값이 같은 이유를 공전 위치와 햇빛 방향으로 설명하게 합니다.
- 마지막에는 거리 때문이라는 오개념을 지우고 ‘자전축이 기울어진 채 공전’이라는 원인 문장을 관찰 근거와 연결합니다.
학생 질문
- 하지와 동지 중 태양의 남중 고도가 더 높은 때는 언제인가요?
- 남중 고도가 높아질 때 낮의 길이와 같은 막대의 정오 그림자는 각각 어떻게 달라지나요?
- 춘분과 추분의 남중 고도와 낮의 길이가 같은 까닭은 무엇인가요?
- 네 공전 위치에서 지구 자전축은 어느 방향을 가리키고 있나요?
- 관찰 결과로 계절 변화가 지구와 태양의 거리 때문이라는 설명을 반박할 수 있나요?
칠판 정리
지구가 자전축이 기울어진 채 공전하면 계절에 따라 태양의 남중 고도와 낮의 길이가 달라져 지표가 받는 햇빛에 차이가 생긴다.
준비물
안전 유의점
- 강한 조명이나 실제 태양을 직접 눈으로 보지 않도록 지도합니다.
- 실외 그림자 관찰에서는 막대를 수직으로 고정하고 이동 통로를 막지 않게 합니다.
인쇄용 정리
계절의 변화 수업 한 장 정리
수업 전 준비
- 계절의 변화 단원에서 춘분·하지·추분·동지의 남중 고도, 낮의 길이, 정오 그림자를 같은 조건의 표로 비교합니다.
- 준비물: 지구본, 손전등, 막대, 자, 계절 비교 활동지
관찰 순서
- 춘분, 하지, 추분, 동지 중 태양의 남중 고도가 가장 높은 때를 먼저 예상합니다.
- 공전 관찰판에서 네 위치를 차례로 선택하고 모든 위치의 자전축이 같은 방향을 가리키는지 확인합니다.
- 서울 부근 37.5°N, 정오, 높이 100 cm 막대라는 같은 조건에서 남중 고도와 낮의 길이, 그림자 길이를 기록합니다.
- 하지와 동지를 비교해 남중 고도가 높은 때의 낮과 그림자가 각각 어떻게 달라지는지 말합니다.
- 관찰한 차이를 지구가 자전축이 기울어진 채 공전한다는 사실과 연결해 계절 변화의 원인을 설명합니다.
교사용 진행 큐
- 학생이 먼저 고른 절기를 기록한 뒤 화면의 네 지구 자전축이 서로 평행한지 손가락으로 따라가게 합니다.
- 서울 부근, 정오, 같은 막대라는 통제 조건을 먼저 읽고 하지와 동지의 세 수치를 비교합니다.
- 남중 고도가 높을수록 낮이 길고 정오 그림자가 짧다는 관계를 수치에서 찾게 합니다.
- 춘분과 추분의 값이 같은 이유를 공전 위치와 햇빛 방향으로 설명하게 합니다.
- 마지막에는 거리 때문이라는 오개념을 지우고 ‘자전축이 기울어진 채 공전’이라는 원인 문장을 관찰 근거와 연결합니다.
학생 질문
- 하지와 동지 중 태양의 남중 고도가 더 높은 때는 언제인가요?
- 남중 고도가 높아질 때 낮의 길이와 같은 막대의 정오 그림자는 각각 어떻게 달라지나요?
- 춘분과 추분의 남중 고도와 낮의 길이가 같은 까닭은 무엇인가요?
- 네 공전 위치에서 지구 자전축은 어느 방향을 가리키고 있나요?
- 관찰 결과로 계절 변화가 지구와 태양의 거리 때문이라는 설명을 반박할 수 있나요?
칠판 정리
- 지구가 자전축이 기울어진 채 공전하면 계절에 따라 태양의 남중 고도와 낮의 길이가 달라져 지표가 받는 햇빛에 차이가 생긴다.
- 안전 유의: 강한 조명이나 실제 태양을 직접 눈으로 보지 않도록 지도합니다. 실외 그림자 관찰에서는 막대를 수직으로 고정하고 이동 통로를 막지 않게 합니다.
모형 확인
- 서울 부근의 대표 위도 37.5°N을 고정하고, 자전축 기울기 23.44°와 춘분·하지·추분·동지의 태양 적위를 사용한 결정적 기하 모형입니다.
- 남중 고도는 90°에서 위도와 태양 적위의 차이를 뺀 값으로, 낮의 길이는 구면 천문 기하의 일몰 시각각으로 계산합니다.
- 높이 100 cm 막대의 정오 그림자는 막대 높이를 남중 고도의 탄젠트로 나누어 계산합니다. 실제 바닥의 기울기와 막대 오차는 포함하지 않습니다.
- 지구와 태양의 크기·거리와 공전 궤도는 화면에 맞게 단순화했으며 실제 축척이 아닙니다. 지구–태양 거리 차이를 계절 원인 변수로 사용하지 않습니다.
- 낮 길이는 태양 중심이 기하학적 지평선에 닿는 시점을 기준으로 하며 대기 굴절과 태양 원반의 크기를 생략합니다. 수치는 수업 비교용 반올림 값입니다.
학생 관찰 활동지
계절의 변화
예상 → 관찰 → 근거 → 설명
1
예상
춘분, 하지, 추분, 동지 중 남중 고도가 가장 높고 낮이 가장 길 것으로 예상하는 때를 표시하고 까닭을 적으세요.
2
관찰
바꾼 조건 ____________________같게 둔 조건 ____________________
서울 부근 37.5°N의 네 절기에서 남중 고도와 낮의 길이를 기록하고, 가장 큰 값과 가장 작은 값에 표시하세요.
높이 100 cm 막대의 정오 그림자를 기록한 뒤 남중 고도와 반대로 변하는지 화살표로 나타내세요.
3
근거
하지와 동지의 남중 고도·낮 길이·그림자 수치 중 계절 차이를 설명하는 근거 두 가지를 고르세요.
4
설명
지구 자전축의 방향과 공전 위치를 포함해 계절 변화가 생기는 까닭을 ‘관찰 결과 → 원인’ 순서로 설명하세요.
검수 상태
내부 공개 게이트 통과
서울 부근 고정 위도와 같은 자전축 방향을 유지하는 네 공전 위치의 기하 모형을 검수했습니다.
마지막 기록 AI 보조 내부 검수독립 교사 검수는 아직 기록되지 않았습니다.