中學校 3學年 科學 過程 中 물床에서 가장 먼저 배우는 部分이 바로 ‘일’ 이다.

物理的인 意味로 ‘일’이란 物體에 ‘힘’을 加하여 힘의 方向으로 ‘移動’시킨 것을 말한다.

이를 公式으로 表現하면 (일=힘×거리)라고 할 수 있다.

例를 들어, 무거운 物體를 들어올렸다면 重力에 對해, 冊이 가득 담긴 箱子를 밀었다면 摩擦力에 對해 일한 것이라 할 수 있다.

道具를 利用하면 일이 줄어들까?

도르래 지레 빗面 等 道具의 發明은 ‘일’ 自體를 줄여 生活의 便利를 꾀하고자 始作됐다고 할 수 있다. 하지만 이러한 道具를 利用한다고 해도 일 自體의 量이 줄어들지는 않는다. 이것이 바로 ‘일의 原理’다. 일의 量이 줄지는 않지만 道具를 使用함으로써 힘은 줄일 수 있다.

結局 ‘일=힘×거리’라는 公式을 생각해 볼 때 힘이 줄어도 일의 量이 一定하니 힘을 2分의 1로 줄이면 거리가 2倍로 늘어나는 것이다.

生活을 便利하게 해 주는 지레의 原理

模樣이 다른 甁따개로 甁을 따 보자!

손잡이가 짧은 甁따개는 긴 甁따개에 비해 손이 移動하는 距離가 짧고, 힘이 더 많이 든다.

日=힘×거리를 생각할 때 손잡이가 긴 甁따개를 利用하면 훨씬 힘을 덜 들이고 甁을 딸 수 있다.

못을 뽑을 때 장도리나 종이를 자를 때 利用하는 가위 또한 지레의 原理를 利用한다.

못이 올라오는 距離에 비하면 장도리를 움직이는 距離가 훨씬 길어져 힘이 덜 든다.

가위로 종이를 자르는 것 또한 지레의 原理를 利用한 것으로 가위를 크게 벌렸을 때보다 가위 끝 쪽으로 갈수록 힘이 많이 드는 것을 느낄 수 있는 것은 일의 原理 때문이다.

코르크 마개에도 지레의 原理가 作用한다.

코르크가 올라가는 距離보다 바깥쪽에서 손잡이를 내리는 거리가 훨씬 길어지면서 힘을 적게 들이고 와인 甁을 딸 수 있다.

工夫를 많이 하려면, 가방 끈이 짧아야?

지레의 原理를 알면 무거운 冊가방도 더 가볍게 맬 수 있다.

같은 무게이지만 가방 끈 길이를 어떻게 調節하느냐에 따라 가방을 멜 때 確實한 무게 差異를 느낄 수 있기 때문이다.

가방을 멜 때는 어깨가 바로 받침點이 되는데, 받침點에서부터 物體가 멀리 있으면 힘이 더 많이 들어가기 때문에 已往이면 가방 끈을 짧게 해서 가방을 메는 것이 힘이 덜 든다.

같은 原理로, 登山을 할 땐 무거운 짐을 背囊 위쪽에 넣는 것이 훨씬 힘을 덜 들일 수 있는 賢明한 方法이다. 무거운 짐이 받침點人 어깨로부터 가까이 있을수록 더 가볍게 느껴지는 것이다!

科學을 알면 우리 삶이 便安해진다. 가방 끈도 길게 或은 짧게 해서 가방을 메어 보는 等 直接 몸으로 體驗하면서 工夫하자! 自轉車 타기를 배우고 나면 몇 年이 지나도 今方 다시 탈 수 있듯이 體驗으로 익힌 知識은 쉽게 잊어버리지 않는다.

‘일의 原理, 지레의 原理’ 이젠 몸으로 배우자!

최은정 엠베스트 敎育㈜ 科學講師

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아래에 있는 ‘풀어서 보내요’ 問題에 對한 答을 다음 週 月曜日까지 보내 주세요. 잘된 答 가운데 一部를 選定해 膳物을 보내드립니다.

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■ 풀어서 보내요

1. 그림은 甁따개로 甁뚜껑을 따는 모습을 나타낸 것이다.

1) ㉠點은 무엇인가?

2) a가 2cm이고 b가 8cm인 甁따개가 있다면 이 甁따개를 使用하면 얼마나 힘을 줄일 수 있는가? 풀이式과 原理를 敍述하시오.