- 같은 용수철 A에 추 1개, 2개, 3개를 차례로 걸고 추가 정지한 뒤 늘어난 정도를 정성적으로 기록합니다.
- 같은 수의 추를 용수철 A와 B에 각각 걸어, 이름만 보고 성질을 단정하지 않고 관찰 결과로 두 용수철을 비교합니다.
- 추가 정지한 장면에서 아래쪽 중력과 위쪽 탄성력 화살표를 켜고, 두 힘의 방향과 상대적 크기를 설명합니다.
- 추를 떼었을 때 용수철이 기준 길이로 돌아오는지 확인하고, 화면의 길이와 화살표가 실제 측정값인지 설명 모형인지 구분합니다.
- 용수철이 늘어난 길이 자체를 힘이라고 말하지 않습니다. 늘어난 모습은 힘이 작용한 결과이며, 힘은 크기와 방향으로 나타냅니다.
- 추가 정지해 있다고 힘이 전혀 작용하지 않는 것은 아닙니다. 이 장면에서는 아래쪽 중력과 위쪽 탄성력이 함께 작용합니다.
- 같은 추를 걸어도 용수철의 성질이 다르면 늘어난 정도가 달라질 수 있으므로, 추의 수를 비교할 때는 같은 용수철을 사용합니다.
- 모든 용수철이 아무리 늘여도 원래 길이로 돌아온다고 일반화하지 않습니다. 이 자료는 원래 모양으로 돌아오는 범위만 다룹니다.
- 화면의 길이와 화살표를 실제 센티미터나 힘의 측정값으로 읽지 않습니다. 상대적 변화와 방향을 비교하는 설명 모형입니다.
- 추 수 비교에서는 같은 용수철 A를 계속 사용했는지 먼저 묻고, 관찰한 길이 차이를 ‘조금·중간·많이’처럼 정성적으로 말하게 합니다.
- 용수철 비교에서는 A와 B라는 이름만으로 결과를 예상하게 한 뒤, 같은 수의 추가 걸렸음을 확인하고 관찰 결과로 성질을 설명하게 합니다.
- 힘 방향 장면을 열기 전에 추가 정지해 있으니 힘이 없는지 질문하고, 화살표를 켠 뒤 중력과 탄성력의 방향을 구분합니다.
- 정지한 장면의 두 화살표가 같은 상대 크기라는 사실을 확인하되, 화면 화살표를 실제 측정값으로 읽지 않게 합니다.
- 마지막에는 추를 떼어 원래 길이로 돌아오는 범위와 너무 큰 힘으로 영구 변형될 수 있는 실제 용수철을 구분합니다.
- 같은 용수철에 거는 추의 수가 늘어날수록 용수철의 늘어난 정도는 어떻게 달라졌나요?
- 같은 수의 추를 걸었을 때 두 용수철의 늘어난 정도가 다른 까닭을 어떤 비교 조건으로 설명할 수 있나요?
- 추가 정지해 있을 때 중력과 탄성력은 각각 어느 방향으로 작용하나요?
- 화면에서 직접 바꾼 조건, 관찰한 결과와 설명을 위해 덧붙인 화살표는 각각 무엇인가요?
- 실제 용수철 실험에서 안전하게 확인해야 할 장치와 힘의 범위는 무엇인가요?
칠판 정리
같은 용수철에서는 거는 추의 수가 늘수록 더 많이 늘어나고, 같은 추를 걸어도 용수철의 성질에 따라 늘어난 정도가 다르다. 정지한 추에는 아래쪽 중력과 위쪽 탄성력이 함께 작용한다.
- 스탠드와 클램프
- 성질이 다른 용수철 2개
- 같은 종류의 추와 추걸이
- 길이 비교용 자
- 보안경
- 추 낙하 방지 받침
- 보안경을 쓰고 스탠드와 클램프가 흔들리지 않게 고정한 뒤, 추 아래에 손과 발을 두지 않습니다.
- 용수철을 얼굴 쪽으로 당기거나 제조자가 허용한 범위를 넘는 추를 걸지 않습니다.
- 추를 한꺼번에 놓지 않고 하나씩 걸며, 용수철이 변형되거나 연결 부위가 느슨해지면 즉시 실험을 멈춥니다.
수업 전 준비
- 힘의 작용 단원에서 같게 둔 조건과 바꾼 조건을 구분하고, 용수철의 상대적 길이 변화와 정지한 추에 작용하는 두 힘의 방향을 근거-설명 문장으로 연결합니다.
- 준비물: 스탠드와 클램프, 성질이 다른 용수철 2개, 같은 종류의 추와 추걸이, 길이 비교용 자, 보안경, 추 낙하 방지 받침
관찰 순서
- 같은 용수철 A에 추 1개, 2개, 3개를 차례로 걸고 추가 정지한 뒤 늘어난 정도를 정성적으로 기록합니다.
- 같은 수의 추를 용수철 A와 B에 각각 걸어, 이름만 보고 성질을 단정하지 않고 관찰 결과로 두 용수철을 비교합니다.
- 추가 정지한 장면에서 아래쪽 중력과 위쪽 탄성력 화살표를 켜고, 두 힘의 방향과 상대적 크기를 설명합니다.
- 추를 떼었을 때 용수철이 기준 길이로 돌아오는지 확인하고, 화면의 길이와 화살표가 실제 측정값인지 설명 모형인지 구분합니다.
교사용 진행 큐
- 추 수 비교에서는 같은 용수철 A를 계속 사용했는지 먼저 묻고, 관찰한 길이 차이를 ‘조금·중간·많이’처럼 정성적으로 말하게 합니다.
- 용수철 비교에서는 A와 B라는 이름만으로 결과를 예상하게 한 뒤, 같은 수의 추가 걸렸음을 확인하고 관찰 결과로 성질을 설명하게 합니다.
- 힘 방향 장면을 열기 전에 추가 정지해 있으니 힘이 없는지 질문하고, 화살표를 켠 뒤 중력과 탄성력의 방향을 구분합니다.
- 정지한 장면의 두 화살표가 같은 상대 크기라는 사실을 확인하되, 화면 화살표를 실제 측정값으로 읽지 않게 합니다.
- 마지막에는 추를 떼어 원래 길이로 돌아오는 범위와 너무 큰 힘으로 영구 변형될 수 있는 실제 용수철을 구분합니다.
학생 질문
- 같은 용수철에 거는 추의 수가 늘어날수록 용수철의 늘어난 정도는 어떻게 달라졌나요?
- 같은 수의 추를 걸었을 때 두 용수철의 늘어난 정도가 다른 까닭을 어떤 비교 조건으로 설명할 수 있나요?
- 추가 정지해 있을 때 중력과 탄성력은 각각 어느 방향으로 작용하나요?
- 화면에서 직접 바꾼 조건, 관찰한 결과와 설명을 위해 덧붙인 화살표는 각각 무엇인가요?
- 실제 용수철 실험에서 안전하게 확인해야 할 장치와 힘의 범위는 무엇인가요?
칠판 정리
- 같은 용수철에서는 거는 추의 수가 늘수록 더 많이 늘어나고, 같은 추를 걸어도 용수철의 성질에 따라 늘어난 정도가 다르다. 정지한 추에는 아래쪽 중력과 위쪽 탄성력이 함께 작용한다.
- 안전 유의: 보안경을 쓰고 스탠드와 클램프가 흔들리지 않게 고정한 뒤, 추 아래에 손과 발을 두지 않습니다. 용수철을 얼굴 쪽으로 당기거나 제조자가 허용한 범위를 넘는 추를 걸지 않습니다. 추를 한꺼번에 놓지 않고 하나씩 걸며, 용수철이 변형되거나 연결 부위가 느슨해지면 즉시 실험을 멈춥니다.
모형 확인
- 추 수 비교는 같은 용수철과 같은 추를 사용하고 추의 개수만 바꾸는 정성 모형입니다. 화면 위치는 실제 측정 자료가 아닙니다.
- 용수철 A와 B 비교는 같은 수의 추를 동시에 걸었다고 가정하고 용수철의 늘어나기 쉬운 정도만 바꿉니다.
- 힘 화살표는 정지한 추에 작용하는 중력과 탄성력의 방향 및 상대적 크기를 나타냅니다. 힘은 눈에 보이는 화살표가 아닙니다.
- 용수철의 질량, 공기 저항, 진동 과정, 탄성 한계를 넘은 영구 변형과 탄성 계수 계산은 다루지 않습니다.