우주 1. 개구리가 체험한 무중력의 세계 간단한 진공 실험실 실험을 통해 우주로 가보자! 우산 봉지를 이용해서 로켓을 만들어서 날리는 방법에 대해 알아보자! 우산 봉지 로켓을 날려보자! 빨대 로켓을 만들어서 날려보자! 13 6

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1 본 교육자료는 일본우주항공개발기구(JAXA)우주교육센터에서 개발한 항공우주교육자료를 한국항공우주연구원에서 번역/편집한 교육자료입니다. 우 주

2 우주 1. 개구리가 체험한 무중력의 세계 간단한 진공 실험실 실험을 통해 우주로 가보자! 우산 봉지를 이용해서 로켓을 만들어서 날리는 방법에 대해 알아보자! 우산 봉지 로켓을 날려보자! 빨대 로켓을 만들어서 날려보자! 주사기 로켓을 날려보자! 비누를 이용해서 필름통 로켓을 날려보자! 알코올을 이용해서 필름통 로켓을 날려보자! 스피드와 비거리에 깜짝!! -기본형 물로켓 물로켓에서 조금 더 궁리해보자!! -낙하산이 달린 물로켓 대형 물로켓을 만들자!! -물로켓 POWER UP 로켓을 지상에서 달리게 하자! -물로켓 자동차 팽이는 왜 쓰러지지 않을까? 우주정거장으로 보는 주거의 기능 두꺼운 종이 캡슐만으로 안전하게 착지시키자! -달걀 떨어리기 첨단 토지 탐사 위성 다이치 위성으로 찍은 사진 같은 지구의 지형을 관찰해보자 우주비행사의 말 우주식과 식단 우주식과 식품의 가공 우주식과 우주선에서의 식사풍경에서 돌아보는 식생활 우리 주변의 철로 우주생물을 만들자! -금속으로 만든 우주생물 신기하게 움직이는 우주생물을 만들자! -움직이는 우주생물 외계인에게 보낸 메시지 78

3 우주 01 개구리가 체험한 무중력의 세계 해설 사진은 구소련의 우주정거장, 미르호를 사용해 실험했던 때의 것입니다. 일본청개구리라는 종의 개구리가 무중력상태의 우주정거장 안에 떠 있는 사진입니다. 개구리는 다리 를 쭉 뻗어 등을 젖힌 포즈를 취하고 있습니다. 일본청개구리는 나무 위에 살며, 위험을 느끼면 물 속 등으로 뛰어내리는 행동을 취합니다. 지상에서 이 모습을 촬영하면 이 사진과 같은 자세를 하고 있는 것에서 이 자세는 나무를 오르는 청개구리가 적으로부터 피하기 위해 뛰어내렸을 때나 낙하했을 때에 획득한, 연착륙을 위한 자세라고 생각됩니다. 우주정거장 안에서 떠 있어도 개구리에게 있어서는 무중력 이라는 (자신의 몸이) 계속 떨어지는 상태 의 자극이 이어져, 그 반응으로 공기저항을 받기 쉬운, 사진과 같은 모습이 된다고 생각합니다. (스카이다이빙에서 낙하산이 펼쳐질 때까지의 사람의 자세는 이 개구리의 자세와 매우 닮아있지만, 그 것은 훈련에 의해 획득한 기술에 의한 것입니다.) 활용장면 중학교 2학년 과학 5. 자극과 반응 학습개요 자극과 반응 학습에서는 동물이 외부로부터의 자극에 대해 적절히 반응하고 있는 모습을 알아차리고, 이것들에 관계하는 감각기관이나 신경계, 운동기관의 생김새나 기능 등에 대해 배운다. 학생들이 흥미를 가지고 있는 무중력 세계의 모습을 제시하고, 자극과 반응에 대해 생각하게끔 하여 학 습으로의 의욕을 높여준다. 활용 예 [질문 예] 1. 이 사진은 미르호라고 하는 구소련의 우주정거장에서 촬영한 일본 청개구리가 공중에 떠있는 모습 입니다. 여기의 환경은 모든 물체의 무게가 0이 되는 세계입니다. 어째서 다리를 펼치며 등을 젖히는 자세가 되었다고 생각합니까? 2. 여러분이 탄 엘리베이터의 로프가 갑자기 끊어져 낙하하면 무게가 0이 됩니다. 여러분이라면 어떤 자세를 취할 것이라 생각합니까? (엘리베이터는 어떤 무게에도 안전장치가 되어있어, 실제로는 낙하 같은 일은 없습니다.) 3. 이러한 자세로 하는 스포츠를 알고 있습니까? 03

4 개구리가 체험한 무중력의 세계 - 우주 개구리가 이러한 자세를 취한 이유를 생각해 봅시다. 동물은 외부로부터의 자극에 반응하여 행동합니다. 그 행동에는 생각하고 나서 취하는 행동, 반복된 경험에 의해 몸에 익은 행동, 태어날 때부터의 행동 등 여러 가지가 있습니다. 이 청개구리는 나무에 오르는 일이 많아, 적으로부터 도망치기 위해 물 속 등으로 뛰어내리는 습성 이 있어, 뛰어내릴 때에 이 같은 자세를 취합니다. 스카이다이버도 비슷한 자세를 취하지만, 이것은 훈련에 의해 획득한 기술이라 할 수 있습니다. 이처럼 동물의 행동을 잘 관찰해 보면 재미있는 발견을 할 수 있습니다. 지금부터 동물의 몸생김새와 기능을 자극과 반응 등의 관점에서 학습해 봅시다. 04

5 우주 02 간단한 진공 실험실 실험을 통해 우주로 가보자! 목표 간단한 실험기구를 가지고 실험을 함으로써 비행기나 로켓에서 지표에서 멀어질수록 공기는 가벼워지 고 압력은 감소한다는 것을 배운다. 활동 1. 우주 비행사가 우주복을 입은 사진을 보여준다. 2. 실험기구를 나눠주고 어떻게 작동하는지 설명한다. 3. 실험기구 안에 고도계를 넣고 공기를 제거한다. 4. 진공에 가까워질수록 어떤 현상이 일어나는지 관찰한다. 대기 과학 - 학습 지도안 공기를 둘러싸고 있는 대기의 초기 구성물들은 질소, 산소, 수증기였다. 우주의 관점에서 보면 대기는 매우 얇은 층이다. 그러나 대기는 자외선과 유성을 막아주고 일교차를 완화해주고, 대류 전류와 관련 된 날씨를 변화시킬 뿐만 아니라 여러 가지 다른 현상들도 발생시킨다. 이 얇은 공기층이 행성에서 자 라고 있는 생명들에 있어 아주 중요한 역할을 하고 있다. 학습 지도안 우주 비행사가 우주복을 입지 않으면 어떤 일이 일어날지 학생들에게 물어본다. 고도와 대기압의 관 계, 우주에서의 거리와 어떻게 실험기구가 작동되는지에 대한 자료를 나눠주고, 장비를 어떻게 사용 하는지 설명한다. 실험기구 안에 고도계를 넣고 주사기를 이용해서 한번 공기를 빼내고 학생들에게 기 압이 얼마나 올라갔는지 확인하게 한다. 압력이 후지 산과 에베레스트 산의 정상 압력에 도달 할 때까 지 공기를 빼낸다. 후지 산 (3,776m / 약 0.63atm) 에베레스트 산(8,844m / 약 0.3 atm) 이 실험기구는 거의 에베레스트 산 정상 압력까지 도달할 수 있다. 국제항공연맹이 규정한 우주와 국제 우주정거장의 궤도에서의 압력 자료를 학생들에게 보여준다. 그리고 아래의 실험들을 해보도록 한다. 팽창하는 풍선(부푸는 마시멜로) 터지는 랩 물이 끓는 것 이 실험 결과를 기초로 우주의 환경이 어떠한지 추측해보게 하고 우주복이 왜 꼭 필요한 지를 이해시 킨다. 05

6 간단한 진공 실험실 실험을 통해 우주로 가보자! - 우주 02 [고도와 압력] 고도 후지산 3776m 0.62 에베레스트산 6644m 0.31 FAI 이후의 우주 100m - ISS 궤도 400m - 산을 올라가 보자. 기압계로 압력을 경험해 보자. 마시멜로가 부풀어 오른다! 비닐봉지가 부풀어 오른다! 물이 끓기 시작했어! 랩이 곧 터질 것 같아! 06 압력

7 03 우산 봉지를 이용해서 로켓을 만들어서 날리는 방법에 대해 알아보자! 우주 무엇이 로켓이 이렇게 잘 날 수 있게 해주는 걸까? 재밌어 보인다! 나도 해볼래! A ready-to-fly umbrella rocket 목표 우산봉지로 로켓을 만들어 보자. 다른 치수들과 압력, 무게중심 등을 조절함으로써 어떻게 하면 곧게 날아갈 수 있는지를 알아보자. 07

8 우산 봉지를 이용해서 로켓을 만들어서 날리는 방법에 대해 알아보자! - 우주 03 우산 봉지로 로켓을 만들어보자. 재료 우산봉지 종이 셀로판테이프 비닐테이프 가위 양면테이프 종이 비닐테이프 5 젬클립을 빈 깡통의 구멍에 통과 시켜 검테이프로 단단히 고정한다. 우산봉지 셀로판테이프 가위 양면테이프 1단계 우산봉지에 공기를 채우고 끝을 막는다. 2단계 무게를 늘려주자. 네모난 모양의 노즈 부분 을 셀로판테이프를 이용 해서 둥글게 만들어 준다. 봉지가 빵빵해질 때 까지 공기를 채우고 공기가 빠져 나가지 않도록 끝을 잘 막자. 3단계 핀을 만들어 보자. 비닐테이프를 이용해서 무게를 늘려주자. 똑같은 모양의 핀 4개를 그 린다. 가위로 잘라낸다. 양면테이프를 이용해서 로 켓에 붙인다. 완성! 08

9 우산 봉지를 이용해서 로켓을 만들어서 날리는 방법에 대해 알아보자! - 우주 03 로켓이 나는 것을 관찰해보자. Flight path A Flight path 왜 날릴때마다 경로가 달라질까? Flight path B Flight path C 로켓이 곧게 멀리 날아가게 하는 방법에 대해 생각해보자. 가장 이상적인 경로인 경로 C를 따라서 날아가게 하려면 어떻게 해야 할까? 이유를 찾아보자! 노즈가 너무 무겁거나 가벼운가? 핀의 위치는 어떤가? 더 잘 날도록 만들어보자. 경로 A 경로 B 09

10 우산 봉지를 이용해서 로켓을 만들어서 날리는 방법에 대해 알아보자! - 우주 03 우산 로켓을 만들어서 날려보면서 배울 점 우리는 로켓이 어떻게 나는지에 대한 다양한 교육 자료를 준비했다. 예를 들면, 로켓은 어떻게 힘을 얻 고, 부드럽게 비행할 수 있는지 이와 같은 내용을 담은 자료들이 있다. 우산봉지로 만든 로켓은 비행기 가 곧고 안정적이게 날 수 있는 조건과 원리에 대해 설명하기 위해 사용되었다. 이 내용은 학생들이 로켓 이 지구의 중력장을 빠져나갈 때 안정적인 비행을 유지할 수 있는 이유를 이해하는데 도움이 될 것이다. 무게중심과 공력중심 : 지구의 중심은 우산봉지 로켓의 모든 부분 을 잡아당기고 중력들의 합은 로켓의 무게중심이 된다. 만약 힘이 로켓 옆으로 작용하면 로켓이 이 무게중심을 기준으로 회전한다. 또한 비행기가 날 때 로켓의 주위에 작용하는 공기 흐름의 힘을 받 게 된다. 이 힘들의 합을 공력중심이라고 한다. 비행 중인 로켓은 중력과 공력의 힘을 모두 받는다. 그리고 무게중심과 공력중심의 위치는 로켓 비행의 안정성에 아주 큰 영향을 미친다. Aerodynamic center Gravitational center (center of rotation) 공기역학적 안정성 (풍향계 효과) : 비행기의 안정성을 유지하기 위해 공력을 이용하는 것을 소위 공기 역학적 안정성이라고 한다. 이것은 풍향계가 항사 위를 바라보고 Aerodynamic 있는 것과 같은 원리이다. 그래서 풍향계 효과라고도 한다. 회전 center 중심(무게중심)과 공력중심 사이의 관계 때문에 풍향계는 언제나 위쪽을 바라보고 있다. 어떻게 움직이고 왜 그렇게 움직일 수밖에 없는지 풍향계를 관찰해보자. 풍향계는 머리보다 꼬리 쪽이 더 큰 면적을 갖고 있다. 이것은 바람이 불 때, 꼬리 쪽에 작용하는 바람 의 힘이 머리 쪽보다 크다는 것을 의미한다. 따라서 회전 중심은 가운데 있게 되고, 이것은 바람이 풍향계의 뒤쪽으로 분다는 것을 Axis of rotation 의미한다. 풍향계는 바람을 직면했을 때 회전을 멈추는 데 이것이 이 현상이 풍향계 안정성이라고 불리는 이유이다. 로켓이 비행 중 일 때는 풍향계와 다르게 회전축이 고정되지 않는다. 하지만 움 직이는 로켓은 무게중심을 기준으로 회전할 것이다. 로켓이 안정적이고 곧게 비 행하려면 풍향계처럼 공력중심이 무게중심보다 뒤에 오게 해야 한다. 로켓 동체 뒤에 핀을 붙임으로써 핀에서의 공력을 증가시키고, 공력중심을 뒤에 위치하게 할 수 있다. 그리고 로켓의 노즈가 바람을 직면하게 할 수 있다. 10

11 우주 04 우산 봉지 로켓을 날려보자! 목표 1 젖은 우산을 넣어서 갖고 다니는 우산 봉지에 공기를 넣어 팽창시켜 우산 봉지 로켓을 만들어 보자. 2 무게중심, 발사각도와 로켓이 더 잘 날도록 하는 다른 요인들에 대해서 생각해야 한다는 것을 깨닫 게 하자. 3 공기로 차있는 우산 봉지를 이용한 활동을 통해서 공기에 대한 실제 감각을 얻는다. 활동 1. H-IIA 로켓 발사 장면을 보여준다. 2. 우산 봉지 로켓을 어떻게 만드는지 보여준다. 3. 우산 봉지 로켓을 만들어서 날려보자. 비행 과학 - 학습 지도안 인간의 몸에서 날기 위한 구조로써의 역할을 하는 부분은 없다. 인간이 하늘에 닿는 것을 동경하고 바 람에 실려 공기에 떠다니는 구름, 새, 씨앗을 동경하는 것은 전혀 놀랄 일이 아니다. 심지어 인류는 자 신들만의 비행 수단을 얻는데 성공했다. 우리의 연구와 로켓, 우주를 탐사중인 인공위성과 우주선 개 발 결과로 우리의 우주에 대한 비전은 현저하게 확장되었다. 학습 지도안 학생들은 로켓의 전반적인 모양과 크기, 페어링에 대한 것을 메모해야한다. 가스가 분출되는 동안 어떤 속도로 로켓이 날수 있는지에 대해 관심을 갖도록 영상을 소개 자료로 사용한다. 완성된 우산 봉지 로켓을 보여주면서 1 유성 펜을 이용해서 우산 봉지의 표면에 그림을 그린다. (부풀어 오른 후에 그림을 그리려면 어렵다.) 2 우산 봉지에 공기를 불어 놓고 입구를 막는다. 3 종이컵을 로켓 머리에 붙인다. 로켓을 던져봐서 균형이 맞는지 확인한다. 원칙적으로는 학생이 직접 만들어 봐야 하지만 스스로 하기 힘들다면 선생님의 도움을 받아도 좋다. 4 우산 봉지 로켓을 날려보고 균형이 맞는지 확인해 본다. 5 특별한 발사 장치로 로켓을 날려보자. 11

12 우산 봉지 로켓을 날려보자! - 우주 04 우산 봉지 로켓은 어떻게 만들까? 송풍기의 바람을 이용해서 날려보자! 1 봉지의 입구를 막자. 2 종이컵을 이용해서 페어링을 만들자. 3 페어링을 로켓 윗부분에 붙이자. 4 서로 던지고 받으며 놀아본다. 균형이 맞나요? 특별한 발사 장치 튜브의 길이와 발사 각도를 적용하고 발사 장치에 스위치를 켜보자. 12

13 우주 05 빨대 로켓을 만들어서 날려보자! 목표 1 빨대 로켓을 만들고 날려보고 누가 멀리 나가나 시합해보자. 이 활동을 통해서 공기 흐름의 효과에 대해 경험해보자. 2 빨대의 길이, 무게중심, 발사 각도가 비행 거리에 영향을 준다는 것을 깨닫는다. 활동 1. H-IIA 로켓 발사 장면을 보여준다. 2. 빨대 로켓이 어떻게 나는지 보여준다. 3. 여러 조건을 적용해서 실험을 해본다. 비행 과학 - 학습 지도안 인간의 몸에서 날기 위한 구조로써의 역할을 하는 부분은 없다. 인간이 하늘에 닿는 것을 동경하고 바 람에 실려 공기에 떠다니는 구름, 새, 씨앗을 동경하는 것은 전혀 놀랄 일이 아니다. 심지어 인류는 자 신들만의 비행 수단을 얻는데 성공했다. 우리의 연구와 로켓, 우주를 탐사중인 인공위성과 우주선 개 발 결과로 우리의 우주에 대한 비전은 현저하게 확장되었다. 학습 지도안 학생들은 로켓의 전반적인 모양과 크기, 가스가 뿜어져 나오는 동안 로켓이 어떻게 상승하는지에 대한 것을 메모해야한다.(학생의 지식에 따라 제공하는 세부사항의 수준을 조정한다.) 1 빨대 로켓을 어떻게 만드는지에 대해 설명한다. 2 원래 길이의 빨대가 어떻게 나는지 보여준다. 3 발사대의 안을 보여주고 빨대 로켓의 구조를 설명한다. H-IIA 로켓의 발사와 비교함으로써 빨대 로 켓이 날아가는 이유를 학생들과 함께 토론한다. 아래와 같은 질문을 해보자. 더 긴 빨대를 사용했다면 비행 거리가 어떻게 되었을까? 무게의 위치를 바꾸는 것이 비행거리에 어떤 영향을 줄까? 무게를 줄이거나 늘리면 비행 거리에 어떤 변화가 있을까? 1 원래 길이의 빨대와 절반 길이의 빨대를 조합해서 다양한 길이의 로켓을 만든다. 2 다양한 길이의 로켓을 날리고 비행거리를 기록한다. 결과에 기초해서 가장 멀리 갈 수 있는 가장 좋 은 조건을 찾는다. 13

14 빨대 로켓을 만들어서 날려보자! - 우주 05 빨대 로켓은 어떻게 날릴까? 1 발사대 안에서 실린더를 꺼내서 공기를 넣는다. 빨대의 한쪽 끝을 찰흙으로 막는다. 3 날려보자! 2 발사대에 빨대 로켓을 준비시킨다. 여러 길이의 빨대를 조합해 보고 가장 멀리 날아가는 로켓이 무엇인지 찾아 보기 위해 시험비행을 해본다. 14

15 우주 06 주사기 로켓을 날려보자! 목표 1 지구의 사진과 달 표면의 사진을 비교해보자. 대기의 존재 유무를 기록해두자. 2 공기가 없는 우주에서는 가스 분출로 날아가는 로켓이 필요하다는 것을 알게 한다. 3 비행각도와 무게를 조정해서 비행안정성, 먼 이동거리와 높은 고도를 얻기 위한 필요조건에 대해 토 의해보자. 로켓발사에 대한 실제 감각을 얻고, 우주에 닿고자 하는 그들의 흥미를 자극해보자. 활동 1. H-IIA로켓의 발사 영상을 보여준다. 2. 지구와 달의 표면을 비교해본다. 대기 존재의 유무에 대해 깨닫고 로켓 비행의 원리에 대해 이해한다. 3. 발사대를 설치한다. 공기와 알코올이 연소되면서 로켓이 날아가는 방법에 대해 설명한다. 비행 과학 - 학습 지도안 인간의 몸에서 날기 위한 구조로써의 역할을 하는 부분은 없다. 인간이 하늘에 닿는 것을 동경하고 바 람에 실려 공기에 떠다니는 구름, 새, 씨앗을 동경하는 것은 전혀 놀랄 일이 아니다. 심지어 인류는 자 신들만의 비행 수단을 얻는데 성공했다. 우리의 연구와 로켓, 우주를 탐사중인 인공위성과 우주선 개 발 결과로 우리의 우주에 대한 비전은 현저하게 확장되었다. 학습 지도안 카운트다운이 진행되는 동안 로켓 연료가 어떻게 연소되는지, 어떻게 로켓이 활발한 속도로 우주로 날 아가는지 영상을 통해 보자. 지구의 표면사진과 달의 표면사진을 비교하게 한다. 가장 큰 차이점은 대 기의 존재이다. 프로펠러 항공기는 지구의 하늘에서 날 수 있지만 로켓은 대기가 없는 우주에서 비행 할 수 있다는 것을 깨닫게 하자. 분출되는 가스에 의해 앞으로 비행하는 로켓 비행의 원리를 설명하고 주사기 로켓을 다루는 방법을 설명한다. 로켓을 한번 날려보고 노하우를 얻는다. 발사대를 설치하고 카운트다운을 하고 학생들이 로켓을 날려 보게 한다. 비교할 수 있도록 각자 발사각도와 무게를 조정하면서 몇 번씩 날려보게 한다. 비행거리나 목표물을 맞추는 정확성 등을 경쟁해본다. 마지막으로 안에 공기가 들어있는 주사기를 발사 하면 얼마 나 강력한지 설명하고 보여준다. 이 실험은 불을 이용하므로 어른과 함께 하도록 한다. 15

16 주사기 로켓을 날려보자! - 우주 06 로켓 만드는 법 1 주사기로 발사대를 만든다. 2 고무마개를 이용하여 페어링을 만든다. 로켓 날리는 법 1 스탠드에 피스톤을 고정시켜 발 사대를 만든다. 2 스포이드를 이용하여 실린더에 에탄올을 한두번 붓는다. 3 일단 플런저를 끝까지 밀어 넣은 후, 다시 실린더 튜브의 중간지 점까지 잡아 당긴다. 4 고무마개를 붙 이고, 압전소자 에 연결한다. 5 스위치를 연결하고, 점화하면 알코올이 폭발 하면서 시린더 튜브가 날아간다. 달을 향해 날아라! 16

17 우주 07 비누를 이용해서 필름통 로켓을 날려보자! 목표 1 노즐을 통해서 물질이 뿜어지는 반대 방향으로 로켓이 날아간다는 것을 경험을 통해 알게 한다. 2 필름통 로켓을 만들고 날리게 함으로써 로켓의 지느러미와 노즈콘의 역할에 대해 배우게 된다. 활동 1. H-IIA로켓의 발사 영상을 보여준다. 2. 필름통 로켓 만드는 방법을 보여준다. 3. 로켓을 만들고 로켓이 잘 날아갈 수 있는 방법에 대해 생각해보도록 한다. 비행 과학 - 학습 지도안 인간의 몸에서 날기 위한 구조로써의 역할을 하는 부분은 없다. 인간이 하늘에 닿는 것을 동경하고 바 람에 실려 공기에 떠다니는 구름, 새, 씨앗을 동경하는 것은 전혀 놀랄 일이 아니다. 심지어 인류는 자신들만의 비행 수단을 얻는데 성공했다. 우리의 연구와 로켓, 우주를 탐사중인 인공 위성과 우주선 개발 결과로 우리의 우주에 대한 비전은 현저하게 확장되었다. 학습 지도안 카운트다운이 진행되는 동안 로켓 연료가 어떻게 연소되는지, 어떻게 로켓이 활발한 속도로 우주로 날 아가는지 영상을 통해 보자. 필름통 로켓 재료를 나누어 주고 학생들에게 만들도록 시킨다. 노즈콘이나 지느러미에 그림을 그려 도 좋다. 1 노즈콘이나 지느러미가 없이 로켓을 날려보게 하고 로켓이 어떻게 날아가는지 관찰하게 한다. 로켓을 더 잘 날게 만드는 방법에 대해 서로 이야기 해보도록 한다. (물의 부피와 온도를 조절해서 비누가 어떻게 반응하는지 살펴보는 예비실험을 실시한다. 예를 들면 비누를 사용하기 위해서 모든 참가자에 대해 조건을 동일하게 적용하여 필름통 로켓을 발사할 때 안전을 보장하자.) 2 로켓이 우주로 날아가는 방법에 대한 이유를 설명한다. 17

18 비누를 이용해서 필름통 로켓을 날려보자! - 우주 07 필름통 로켓을 어떻게 날릴까? 1 비누가루를 필름통에 넣는다. 2 필름통의 1/3정도를 물로 채우고 즉시 뚜껑을 닫는다. 뜨거운 물을 사용하면 발사되는 시간이 덜 걸린다. 3 재빨리 필름통 뚜껑이 바닦으로 가도록 땅에 놓고 2~3m 떨어져서 관찰한다. 발사할 때 뚜껑 바로 위에서 관찰하지 말고 사람을 향하지 않게 하자. 발사에 실패했을 때 절대 아이들이 필름통에 다가가지 않게 한다. 18

19 우주 08 알코올을 이용해서 필름통 로켓을 날려보자! 목표 1 필름통 로켓은 H-IIA 로켓의 비행에 적용된 것과 같은 원리에 의해 비행한다는 것을 경험을 통해 이해하자. 2 필름통의 부피와 알콜의 온도를 조절하여 필름통 로켓의 작동하기 위해 필요한 조건을 알아본다. 우 주에 닿고자 하는 그들의 호기심을 자극한다. 활동 1. H-IIA로켓의 발사 영상을 보여준다. 2. 학생들이 에탄올에 관심을 갖도록 하는 활동을 한다. 3. 종이 패턴으로 필름통 로켓의 외관을 만든다.(종이 패턴이 없어도 상관은 없다.) 점화 플렛폼에 준 비하고 로켓을 발사한다. 비행 과학 - 학습 지도안 인간의 몸에서 날기 위한 구조로써의 역할을 하는 부분은 없다. 인간이 하늘에 닿는 것을 동경하고 바 람에 실려 공기에 떠다니는 구름, 새, 씨앗을 동경하는 것은 전혀 놀랄 일이 아니다. 심지어 인류는 자 신들만의 비행 수단을 얻는데 성공했다. 우리의 연구와 로켓, 우주를 탐사중인 인공위성과 우주선 개 발 결과로 우리의 우주에 대한 비전은 현저하게 확장되었다. 학습 지도안 카운트다운이 진행되는 동안 로켓 연료가 어떻게 연소되는지, 어떻게 로켓이 활발한 속도로 우주로 날 아가는지 영상을 통해 보자. 솜에 에탄올 몇 방울을 떨어뜨리고 냄새를 맞아보자. 비가연성 접시에 에탄올 몇 방울을 떨어뜨리고 불 을 붙여보자. 젖은 수건으로 화염을 덮어서 불을 끄자. 필름통 로켓을 한번 날려보고 단계와 몇 가지 실용적인 정보를 설명한다. 너무 많은 양의 에탄올을 넣 지 않도록 조심한다. (에탄올로 솜을 적셔서 필름통 안을 닦아준다.) 연료로 액체 수소와 H-IIA 로켓에 쓰이는 액체 산소 대신에 필름통 로켓은 알코올과 공기 중의 산소 를 연료로 사용한다. 이 실험은 불을 사용하므로 반드시 어른과 함께 해야 한다. 19

20 알코올을 이용해서 필름통 로켓을 날려보자! - 우주 08 필름통 로켓을 어떻게 날릴까? 1 필름통에 에탄올을 넣는다. 점화 플랫폼에 준비 하고 잠시 손으로 감싸 쥐고 따뜻하게 만든다. (에탄올의 증발을 촉진하기 위해서) 2 발사할 때 목표물로 쓰일 태양계의 사진 3 카운트다운을 하고 로켓을 점화한다. 에탄올의 특성에 대해 배우자.(다루는 방법) 놀라지 말고 젖은 수건으로 불을 끈다. 얼마나 잘 연소되는지 보자. 20

21 우주 09 스피드와 비거리에 깜짝!! {기본형 물로켓} 목표 기본적인 물로켓 만들기와 발사를 통해 물로켓을 발사하는 즐거움 을 맛봅니다. 예상 이상의 비거리 에 놀라고, 공기의 힘과 물의 힘으로 날아간 것이라는 실감이 큰 감동을 일으킵니다. 단순한 공작과 실 험에 머무르는 것이 아니라, 더 하고 싶어! (향상심과 계속성), 다음은 이렇게 하고 싶어! (연구), 어떻 게? (지적호기심) 이라는 마음을 키웁시다. 대상학년 초등학교 저학년 이상 소요시간 만들기 : 2~3시간, 발사 : 5~10분 (1회) 21

22 스피드와 비거리에 깜짝! - 기본형 물로켓 - 우주 09 <1> 물로켓 만들기 공작에 쓸 재료와 도구 [물로켓 본체 재료] 페트병(1.5L 2병) : 몸통, 덮개(수직안정판 설치용 통) 반드시 탄산음료가 들어있던 것을 사용한다. 흠집이 있거나 찢어져 있으 면 내압이 가해졌을 때 파열이나 파손의 위험이 있으므로 잘 체크한다. 우유팩(1L 2장) 또는 폴리프로필렌 판 (PP시트 두께 0.75mm <접기 쉽고 형상 유지성이 강하다>) : 수직안정판(미익) 색도화지(B5) 1장 : 노즈콘 신문지 큰 것 1장 : 노즈콘에 넣을 완충재 유점토(15~20g) : 추(노즈콘 앞부분에 넣는다) 노즐(시판제품) 셀로판테이프 / 비닐테이프 / 양면테이프 / 스테이플러 연 줄 2m 한 가닥 [공구 등] (교사는 칼이나 공구의 안전한 사용법을 사전에 지도할 것) 가위 커터칼 책상보호판 (커터 매트, 골판지 등) 수직안정판 설치 위치도 (페트병과 지름이 같은 원에 중심선 넣은 것, 다음 페이지 참조) [발사대] 플라스틱제 시판 발사대를 구입할 것을 추천한다. 자전거 브레이크를 사용한 리모트 레버로 발사할 수 있는 타입이 가장 안전하다. 22

23 스피드와 비거리에 깜짝! - 기본형 물로켓 - 우주 09 개략적 치수도 (단위 mm) 중심위치를 조사하자 260mm 5 유점토 15~20g 앞 연줄 뒤 수직안정판 설치 위치도 수직안정판 설치 위치 페트병 바깥지름 수직안정판 설치 위치도에 로켓의 스커트 부분을 올 려 수직안정판 설치 위치 에 맞추고 수직안정판을 설 치 한다. 6 완충용 신문지 큰 것 1장 1 본체(보디) 1.5L 탄산음료 페트병 3 수직안정판 4장 1000ml 우유팩을 둘로 접은 것 풀칠할 부분 10mm 조립 후 크기 약 530mm 7 노즐 시판품 70mm 35mm 70mm 110mm 바닦에서 5mm 위 정도에 단다. (전체 중량 약 150g) 2 스커트 1.5L 탄산음료 페트병 23

24 스피드와 비거리에 깜짝! - 기본형 물로켓 - 우주 09 공작 순서와 지도(2~3시간) 아이들 작업 내용 지도내용 비고 1 몸통이 될 페트병을 고른다. 흠집이나 변형된 곳이 없는 페트병을 고른다. 2 스커트를 만든다. 페트병의 위, 아래를 잘라 동체 부분(중앙 원기둥 부분)을 스커트로 하고 물로켓 하부 에 중심위치(페트병의 중심)를 맞춰 비닐테 이프로 잘 붙여서 단다. 3 수직안정판을 만든다. 우유팩을 둘로 접어, 풀칠할 부분을 끝으로 하여 좋아하는 모양을 그려 가위로 자른다. 계속해서 같은 모양을 몇 장 만든다. (기본형에서는 4장) 수직안정판을 펼쳐 안쪽끼리 양면테이프로 붙인다. (또는 스테이플러로 고정시킨다) 풀칠할 부분을 빼고 수직안정판 바깥둘레 를 비닐테이프로 감아서 확실히 보강한다. 완성한 수직안정판의 풀칠부분을 좌우로 펼 쳐 양면테이프를 붙이고, 수직안정판 위치 도를 바탕으로스커트를 붙인다. 마지막으로 위에서부터 비닐테이프로 풀칠 부분을 붙여 전체를 보강한다. 4 노즐콘을 만든다. 색도화지를 원뿔 모양으로 말아서, 셀로판 테이프로 임시 고정시킨다. 밑의 비어져 나온 곳을 잘라 고깔 모자 같은 모양으로 만든다. 완성되면 비닐테이프로 연결부분을 단단히 고정한다. 완성한 노즐콘 안에 유점토와 신문지를 말 아 넣는다. 몸통에는 압력이 가해지기 때문 에, 흠집이나 찢어진 부분이 있으 면 압력이 가해졌을 때, 파열이나 파손의 우려가 있다. 움푹 들어간 곳이나 변형이 있으면 균형감이 나빠져 조립 시 부품을 정확히 설 치할 수 없다. 스커트는 물로켓이 낙하했을 때, 위험을 방지함과 동시에 노즐의 파손을 막는다. 하부가 되는 절단면에는 위험 방지를 위해 비닐테이프를 말아 만졌을 때 손가락을 베거나 하지 않도록 해둔다. 간단한 것 같아도 좀처럼 원뿔(형 태, 길이)을 잘 만들 수 없다. 여러 방법을 시도해 본다. 콘을 세웠을 때 연직으로 서도록 바닥면을 정확하게 자른다. 조립 이 정확하고 용이하게 된다. 노즐콘의 끝이 뾰족해서 위험하 다고 생각되는 경우는 끝을 조금 잘라둔다. 유점토는 중심위치를 앞으로 보내고, 신문지는 낙하시의 충격 흡수와 유점토를 고정하는 역할을 함. 스커트가 길면 발사 대에 부딪혀 세팅할 수 없는 경우가 있다. 또, 노즐과 조인트의 세팅불량이 발생했 을 때 뺄 수 없는 경우 가 있다. 24

25 스피드와 비거리에 깜짝! - 기본형 물로켓 - 우주 09 아이들 작업 내용 지도내용 비고 5 조립한다. 몸통(스커트와 수직안정판은 이미 달려있음)에 노즐콘을 설치한다. 각 부품의 접합부는 비닐테이프로 확실히 고정한다. 노즐을 세팅한다. 조립은 몸통의 중심선에 각 부품의 중심선을 맞춰, 보디를 세워 360도 회전시키면서 기울었거나 비뚤어진 부분은 없는지 확인하고 임시로 붙이 면서 정확하게 설치한다. 노즐에 패킹이나 O링이 붙어 있는지 확인하고 몸통에 단단히 설치한다. 패킹이나 오링에 흠집은 없는지 확인 한다. 흠집이 있으면 물이 샌다. O링 노즐 패킹 6 이름을 쓰거나 일러스트를 그린다. 완성한 물로켓에 자신의 이름이나 로켓의 이름, 몇 호기인지를 쓴다. 7 중심 위치를 알아보고, 날리기 전에 테스트를 한다. 앞 중심위치를 알아보자 연줄 뒤 스트링테스트(스윙 테스트) 그림이나 좋아하는 말(꿈, 희망)을 쓰 게 해도 좋다. 중심 위치를 조사한다. 물로켓을 실에 매달아서 수평이 되는 지점에 중심이 있다. 중심과 수직안정판까지는 어느 정도 떨어져있는지 확인한다. 날리기 전의 테스트 중심위치에 끈(연 줄 약1.5m정도)을 묶어 빙글빙글 돌려본다. (스트링테스트(스윙테스트)) 바른 자세가 유지되는 범위(복원력) 를 확인한다. 끈을 보디에 묶고, 미끄러져 움직이거 나 빠지거나 하지 않도록 셀로판테이 프로 확실히 고정한다. 주변에 사람이 있으면 물러나게 한 뒤, 떨어지지 않도록 손으로 꽉 잡고 테스트한다. 중심과 수직안정판이 너무 가까우면 불안정 하게 날게 된다. 중심위치를 바꾸려면 노즐콘 앞에 넣은 유점 토양을 조정한다. 조금 넣으면 중심위치가 뒤 로, 많이 넣으면 중심위 치가 앞으로 이동한다. 안정되게 돌릴수 있으 면 중심에 묶은 끈을 수직안정판 쪽으로 조 금 움직여 다시해본다. 그래도 안정되게 돌릴 수 있다면 OK. 안전 확인을 충분히 한 후, 자신이나 주변 사 람이 다치지 않도록 주 의한다. 8 검사한다. 부품 조립은 잊어버리지 않았는가? 각 부품은 보디 중심선과 맞는가? 좌우대칭은 맞는가? 접합부는 단단히 고정 돼있는가? 검사관이 된 느낌으로, 확실히 검사 한다. 25

26 스피드와 비거리에 깜짝! - 기본형 물로켓 - 우주 09 <2> 물로켓 발사 물로켓 발사시 각 담당과 아이들 배치 외부아이들은 발사장 밖으로 <안전한 물로켓 비행을 위해> 어디로 날 지 모르는 것을 넓은 장소가 필요! 감시 담당 관제 담당 발사대 담당 - 발사장 - 발사점도 포함 발사대 담당 다음 아이들 감시 담당 회수 후에는 신속하게 발사장 밖으로 유도 감시 담당 앞 발사대와 최소 2m는 띄운다. 압력에 따라 다르지만 길이 100m, 폭 50m 정도는 확보 발사점 앞 뒤 라인 간격 최소 3m 발사 전에 준비할 것 [용구 보호구] 발사대(자전거용 공기펌프가 달린 시판 품을 권장) 자전거용 공기펌프(압력계가 붙어있는 것이 좋음) 흙탕물 튀김 방지용 비닐 시트(발사대 아래에 깐다) 급수용 500cc 페트병(수도꼭지에서 직접 급수해도 좋다) 안전콘(발사장 구역 명시), 표시용 로프, 출입 금지 등 안전표시간판 테프론테이프(누수 대책) 드라이버, 펜치 등(발사대 수리용) 헬멧 고글 방수 귀마개 이 그림의 어디가 위험한지 생각해 보자! 26

27 스피드와 비거리에 깜짝! - 기본형 물로켓 - 우주 09 발사에 필요한 조건 요건 장소 날씨 발사대 자전거용 공기펌프 보호구 착용 유의점 충분한 크기를 확보한다. 안정되게 나는 기체라도 길이 약 100m, 폭 50m 이상의 넓이는 필요하다. 주변에 사람이 있는 지를 확인한다. 특히 제3자나 어린 아이가 있을 때는 안전한 장소로 피하도록 부탁한다. 발사장 구역(출입금지 구역)을 안전콘이나 간판 등으로 명시한다. 강풍(특히 옆에서 불어오는 바람)이 불거나 천둥이 칠 때는 발사를 중지한다. 비가 내리는 경우에도 주의력이 산만해지기 쉽기 때문에 중지하는 것이 좋다. (가랑비에서 실시하는 경우에는 평소 이상의 안전을 확인한 후에 할 것) 사용법 숙지와 누수 공기 빠짐 대책 방법을 확인 낙하하는 물로켓으로부터 두부를 보호한다(낙하지점의 감시 담당) : 헬멧 발사 시에 튀는 흙탕물로부터 눈을 보호한다(발사 담당자 및 근처 아이들) : 고글 파열, 폭발로부터 귀를 지킨다(발사담당자 및 근처 아이들) : 방수 귀마개 인원(역할분담) 앞 페이지 그림 참조 요건 관제 담당 발사장 전체 안전관리 책임자 유의점 발사대 담당 감시 담당 물로켓 발사대 세팅 확인(잠금장치 확인)은 반드시 발사대 담당이 한다. 세팅 방법을 모르는 아이라면 잠금장치가 풀려져 있을지도 모른다. 전원이 세팅되었으면 관제 담당의 지시에 따라 가압(펌핑)을 개시한다. 가압 보조 초등학교 저학년은 마지막까지 가압하는 것이 무리일지도 모른다. 부모님께 도와달라고 하는 것도 좋다. 누수나 공기 빠짐 대응 결코 아이를 물로켓에 다가오지 않게 한다. 위에서부터 보지 않는다. 자전거용 공기펌프가 발사대에서 빠져있진 않는지, 공기펌프의 클립부(물림쇠)를 점검한다.(빠져 있다면 새는 소리가 난다) 가압은 비스듬히 뒤에서 하고, 발사대 바로 뒤에 아이를 세우지 않는다. (발사 시에도) 출입 금지 구역에 들어오는 사람이 없는 지 확인 출입 금지 구역 내에 사람이 있을 때는 관제 담당에게 신호를 보내 발사를 잠깐 멈 춘 후, 안전한 장소로 피하도록 지시한다. 또 구역 밖으로 낙하할 수도 있기 때문에 주위 사람들에게도 주의를 준다. 어디에 떨어졌는지를 확인한다. 나무에 걸리거나 연못 등에 낙하했을 때는 안전하게 회수할 대책을 지시한다. 물로켓을 회수하고 난 뒤에는 발사장 옆을 지나서 신속하게 돌아가도록 지시한다. 27

28 스피드와 비거리에 깜짝! - 기본형 물로켓 - 우주 09 발사에 필요한 조건 1 기체의 비행 특성, 비거리, 고도, 착지점 등을 파악해 둘 것. (발사장 넓이에 대한 적정기압과 발사대의 상하각도) 2 최고기압 또는 가압(펌핑) 회수를 정해 둘 것. 아이들 작업 내용 지도내용 비고 1 물 넣기(연료 충진) 물은 500cc정도를 넣는다. 노즐에 고무패킹 및 O링이 들어있는 것을 확인하고, 노 즐을 몸통에 확실히 끼운다. 2 발사대에 로켓을 세팅 3 가압 전 확인(수순 재확인) 4 가압 5 카운트다운 노즐을 단단히 죄는 것은 초등학교 저학 년에게는 어려울 수 있다. 반대로 어른이 할 경우에는 너무 꽉 죄 지 않도록 주의. 패킹을 부서트릴 수 있다. 발사대 담당이 노즐이 조인트에 잘 잠겨 있는지 확인한다. 발사장의 넓이를 고려해 발사대의 상하 각도 방위를 재설정한다. 관제 담당의 지시에 따른다. 가압이 끝나면 공기펌프를 눕혀 놓는다. (가압 완료 신호와 안전 확보) 관제담당은 발사장 감시담당에게 주위 안전 확보 및 가압 예고를 한다. (전원이 물러났는지 확인한다) 관제담당은 가압개시 지시를 내리고, 전 원 가압이 종료할 때까지 대기한다. 물을 뒤집어쓰기 때문에, 발사대 바로 뒤에는 서지 않는다. 발사장 감시담당은 주위 안전 확보를 하고, 카운트다운에 들어간다. 카운트다운은 관제담당의 지시에따라 전원 큰 목소리로 한다. 가압을 시작하면 결코 물로켓 에 가까이 가지 않는다. (누수 등이 있으면 발사대 담 당이 관제 담당에게 알린다) 4~5기압 정도로 가압한다. 발사 레버는 와이어가 빠지기 쉽기 때문에 위아래를 반대로 하는 등 연구해본다. 전원이 큰 목소리로 카운트다 운 함에 따라 발사기에 집중 할 수 있다. 6 발사 카운트다운 종료와 함께 발사한다. 지도자는 반드시 사전에 실 험발사를 해본다. 7 회수 8 다음 로켓을 발사대에 세팅 모든 기계의 발사가 끝났으면 회수하게 한다. 회수했으면 발사장 끝을 지나 신속하게 안전한 장소로 피한다. 회수 중에도 시간 단축을 위해 발사대 세팅은 해도 좋다. 전원 발사가 끝날 때까지는 (모든 기계가 발사되기 전까 지는) 회수하러 가지 않는다. 풍향 풍속과 낙하점 상황을 보고 알맞은 발사대 상하각 도 방위를 수정한다. 28

29 스피드와 비거리에 깜짝! - 기본형 물로켓 - 우주 09 발사(한 번에 5~10분) [생각하자, 체험하자] 1 물의 양을 많이 하기도 하고 적게 하기도 하면서, 나는 거리나 고도가 어떻게 바뀌는지를 생각해 보자. 2 수직안정판의 모양을 다양하게 바꿔서 나는 모습을 관찰한다. 수직안정판을 경사지게 달면 기체가 빙글빙글 돈다. 회전과 비행의 안정성 및 비거리와의 관계를 조사해 본다. 수직안정판을 다는 위치를 물로켓 끝 쪽으로 하거나, 정중앙에 하거나 해 본다. 수직안정판의 개수도 바꿔 본다. 이런 것들을 시험해 볼 때는 위험을 동반(어디로 날아갈지 알 수 없다)하기 때문에 베테랑 리더 아래에서 리더의 지시나 룰을 지켜 실험한다. 리더는 갑자기 본 발사에 들어가지 말고, 사전에 한계 테스트를 해 둔다. 3 노즐콘의 길이를 바꾸거나 안에 넣는 유점토나 신문지 양을 바꿔 나는 모습을 관찰한다. 4 중심과 수직안정판이 어느 정도 떨어져 있을 때가 가장 안정되게 나는 지 실험해 본다. 중심에서 앞부분 (노즐콘 쪽)에 수직안정판을 달면 어떻게 될까? 5 압력기기의 위험성에 대해 가르친다. 압축성이 높은 기체(공기)가 고압에서 갇혀있다. 몹시 딱딱한 병으로 5기압을 체험시킨다. (기체와 압력의 성질을 아는 안전교육) 압축공기가 들어 있어 파열의 위험성이 언제나 동반된다. 절대 파열시켜서는 안 된다. 고무풍선을 이용하여 파열의 무서움을 체험시킨다. 29

30 스피드와 비거리에 깜짝! - 기본형 물로켓 - 우주 09 [안전대책] 1 가압된 공기의 힘에 대해 사전에 이야기를 해 둔다. (예 : 풍선의 파열) 2 공작의 기본적인 주의사항이나 발사 시의 주의사항은 활동을 시작하기 전 차분한 상태에서 참가자 및 리더 지도자 전원이 확인한다. 필요한 경우에는 보호자에게도 협력을 요청한다. 3 자유롭게 만든 로켓(어디로 날아갈지 알 수 없는)을 발사할 때만큼 발사 수순을 지킬 필요가 있다. 4 성공했을 때의 기쁨과 감동을 맛보게 하기 위해 리더는 한계 나 이상사태 를 알아둔다. 가. 파괴압력 (예 15~16kg/cm2) 나. 파열이나 낙하 기체에 맞았을 때의 충격을 방지한다 헬멧 파열시의 소리 파편에서 보호한다 귀마개 고글 다. 비행불안정기체 및 부품이 사방으로 흩어지는 것에서 보호한다 발사장 넓이 확보 5 원래부터 위험이 따른다는 것을 잘 인식해 둔다. 가. 압력기기를 다룬다. 나. 페트병 본래의 목적 이외의 사용을 하고 있다. 다. 당사자 이외에는 아무도 안전을 보증해 주지 않는다. 라. 사고가 발생해도 누구도 손해를 보상해 주지 않는다. 마. 자기 책임 활동이라는 것을 꼭 인식하는 것이 필요하다. 6 발사 시에는 반드시 관제 담당을 배치한다. 아이들의 안전 확보를 위해서는 안전관리책임자를 정해 마구 흐트러진 상태가 아니라 일원화된 상 태에서 운영하는 것이 중요. 그 때문에 훈련된 관제담당이 필요하다. 7 공기펌프, 발사대의 안전 확인 가. 공기펌프 발사대는 정비를 하여 튼튼하고 안전한 것을 사용한다. (일본에서 실제로 공기펌프 때 문에 사고가 난 적이 있었다고 함.) 나. 레이스용 자전거에 사용하는 압력계가 붙은 고압용 펌프를 사용하는 것이 좋다. 키워드 로켓 / 물로켓 / 반동추진 / 압력 / 페트병 30

31 10 물로켓에서 조금 더 궁리해보자!! {낙하산이 달린 물로켓} 우주 목표 <기본형 물로켓>에서 배운 것을 베이스로 발전형 기체를 만들어 발사합니다. 그 활동을 통해 즐거움, 호기심, 연구 를 진화 시킵시다. 대상학년 초등학교 저학년 이상 소요시간 만들기 : 2~3시간, 발사 : 5~10분 (1회) [물로켓 본체 재료] 페트병(1.5L 2병) : 몸통, 덮개(수직안정판 설치용 통) 반드시 탄산음료가 들어있던 것을 사용한다. 흠집이 있거나 찢어져 있으면 내압이 가해졌을 때 파열이나 파손의 위험이 있으므로 잘 체크한다. 우유팩(1L 2장) 또는 폴리프로필렌 판 (PP시트 두께 0.75mm <접기 쉽고 형상 유지성이 강하다>) : 수직안정판(미익) 색도화지(B5) 1장 : 노즈콘 신문지 큰 것 1장 : 노즈콘에 넣을 완충재 유점토(15~20g) : 추(노즈콘 앞부분에 넣는다) 노즐(시판제품) 셀로판테이프 / 비닐테이프 / 양면테이프 / 스테이플러 연 줄 2m 한 가닥 [공구 등] (교사는 칼이나 공구의 안전한 사용법을 사전에 지도할 것) 가위 커터칼 책상보호판 (커터 매트, 골판지 등) 수직안정판 설치 위치도 (페트병과 지름이 같은 원에 중심선 넣은 것, 다음 페이지 참조) [발사대] 플라스틱제 시판 발사대를 구입할 것을 추천한다. 자전거 브레이크를 사용한 리모트 레버로 발사할 수 있는 타입이 가장 안전하다. 31

32 물로켓에서 조금 더 궁리해보자!! - 낙하산이 달린 물로켓 - 우주 10 <1> 낙하산 달린 물로켓 만들기 공작에 쓸 재료와 도구 4 노즐콘 색도화지 5 유점토 15~20g 260mm 중심위치를 조사하자 연줄 앞 뒤 6 완충용 신문지 큰 것 1장 700mm 7 낙하산 집 (1.5L 페트병 상부) 연 줄은 낙하산 집에 고정한다. 800mm 수직안정판 설치 위치도 8 낙하산 한 변이 240mm인 팔각형 수직안정판 설치 위치 페트병 바깥지름 수직안정판 설치 위치도에 로켓의 스커트 부분을 올 려 수직안정판 설치 위치 에 맞추고 수직안정판을 설 치 한다. 낙하산 집은 위에서부터 부드럽게 끼워 넣는 것 뿐 (고정하지 않는다) 고무밴드는 비닐테이프로 보디에 고정한다. 1 본체(보디) 1.5L 탄산음료 페트병 풀칠할 부분 10mm 70mm 3 수직안정판 4장 1000ml 우유팩을 둘로 접은 것 조립 후 크기 약 660mm 110mm 노즐 70mm 35mm 바닦에서 5mm 위 정도에 단다. (전체 중량 약 220g) 2 스커트(1.5L 탄산음료 페트병) 32

33 물로켓에서 조금 더 궁리해보자!! - 낙하산이 달린 물로켓 - 우주 10 공작 순서와 지도(2~3시간) 지도자는 기본형 물로켓을 잘 이해해 둘 것. 아이들 작업 내용 지도내용 비고 5 수직안정판을 만든다. 우유팩을 둘로 접어, 풀칠할 부분을 끝으로 하여 좋아하는 모양을 그려 가위로 자른다. 계속해서 같은 모양을 몇 장 만든다. (기본형에서는 4장) 수직안정판을 펼쳐 안쪽끼리 양면테이프 로 붙인다(또는 스테이플러로 고정시킨다) 풀칠할 부분을 빼고 수직안정판 바깥둘레 를 비닐테이프로 감아서 확실히 보강한다. 완성한 수직안정판의 풀칠부분을 좌우로 펼쳐 양면테이프를 붙이고, 수직안정판의 위치도를 바탕으로 스커트를 붙인다. 마지막으로 위에서부터 비닐테이프로 풀 칠부분을 붙여 전체를 보강한다. 6 노즐콘을 만든다. 색도화지를 원뿔 모양으로 말아서, 셀로판 테이프로 임시 고정시킨다. 밑의 비어져 나온 곳을 잘라 고깔모자같은 모양으로 만든다. 완성되면 비닐테이프로 연결부분을 단단 히 고정한다. 완성한 노즐콘 안에 유점토와 신문지를 말 아 넣고 1에서 만든 낙하산집에 비닐테이 프로 설치한다. 7 조립한다. (1) 낙하산을 잘 접은 후, 연 줄을 가볍게 휘감 아 낙하산집에 수납한다. (실제로는 보다 상부에 가볍게 올리듯이 한다) 연 줄은 너무 단단히 감으면 낙하산이 펼 쳐지지 않는다. (2) 노즐콘이 달린 낙하산집을 보디에 씌운다. 한 번 씌운 뒤, 낙하산집과 보디가 가볍게 빠지는지 시험해본다. 너무 꽉 끼여 있으 면 낙하산집과 보디가 분리되지 않고, 낙 하산이 펼쳐지지 않는다. (3) 각 고정부품의 접합부는 비닐테이프로 단 단히 고정한다. (4) 노즐을 세팅한다. 노즐에 패킹이나 O링이 붙어있는지를 확 인하고 보디에 확실히 설치한다. 패킹이나 O링에 흠집이 없는지 확인한다. 흠집이 있으면 물이 새게 된다. 간단한 것 같아도 좀처럼 원뿔(형 태, 길이)을 잘 만들 수 없다. 여러 방법을 시도해 본다. 콘을 세웠을 때 연직으로 서도록 바닥면을 정확하게 자른다. 조립이 정확하고 용이하게 된다. 노즐콘의 끝이 뾰족해서 위험하다 고 생각되는 경우에는 끝을 조금 잘라둔다. 낙하산을 잘 접고 마지막 부분을 접을 때 연 줄을 감싸듯이 하는 것 도 하나의 방법. 낙하산이 잘 펼쳐지도록 여러 가지 로 시험해본다. O링 노즐 패킹 유점토는 중심 위 치를 앞으로 보내 고, 신문지는 낙하 시의 충격 흡수와 유 점토를 고정하는 역 할을 함 33

34 물로켓에서 조금 더 궁리해보자!! - 낙하산이 달린 물로켓 - 우주 10 아이들 작업 내용 지도내용 비고 8 이름을 쓰거나 일러스트를 그린다. 완성한 물로켓에 자신의 이름이나 로켓의 이름, 몇 호기인지를 쓴다. 그림이나 좋아하는 말(꿈, 희망)을 쓰 게 해도 좋다. 9 중심 위치를 알아보고, 날리기 전 에 테스트를 한다. 일단 낙하산집을 셀로판테이프로 보디에 확실히 임시 고정하여 이 테스트를 한다. (스트링테스트(스윙테스트)가 끝 나면 떼어낸다) 중심 위치를 조사한다. 물로켓을 실에 매달아서 수평이 되 는 지점에 중심이 있다. 중심과 수직 안정판까지는 어느 정도 떨어져 있는 지 확인한다. 중심위치를 조사하자 중심과 수직안정판이 너무 가까우면 불안정하게 날게 된다. 중심위치를 바꾸려면 노즐 콘 앞에 넣은 유점토 양을 조정하면 좋다. 조금 넣으면 중심 위치가 뒤로, 많이 넣으면 중심 위치가 앞으로 이동한다. 앞 연줄 뒤 날리기 전의 테스트 중심위치에 끈(연 줄 약1.5m정도)을 묶어 빙글빙글 돌려본다. (스트링테스트(스윙테스트)) 바른 자세가 유지되는 범위(복원력)를 확인한다. 끈을 몸통에 묶고, 미끄러져 움직이 거나 빠지거나 하지 않도록 셀로판테 이프로 확실히 고정한다. 주변에 사람이 있으면 물러나게 한 뒤, 떨어지지 않도록 손으로 꽉 잡고 테스트한다. 스트링테스트(스윙 테스트) 안정되게 돌릴 수 있으면 중심에 묶은 끈을 수직안정 판 쪽으로 조금 움직여 다 시 해본다. 그래도 안정되게 돌릴 수 있다면 OK. 안전 확인을 충분히 한 후, 자신이나 주변 사람이 다치 지 않도록 주의한다. 10 검사한다. 부품조립은 잊어버리지 않았는가? 각 부품은 보디 중심선과 맞는가? 좌우대칭은 맞는가? 접합부는 단단히 고정 돼 있는가? 낙하산집은 잘 빠지는가? 낙하산이 보디 및 낙하산집에 확 실히 고정되어 있는가? 34

35 물로켓에서 조금 더 궁리해보자!! - 낙하산이 달린 물로켓 - 우주 10 발사 시험 1 기체의 비행 특성, 비거리, 고도, 착지점 등을 파악해 둘 것. - 발사장 넓이에 대한 적정기압과 발사대의 상하각도 - 발사대의 발사 유효각은 연직방향 기준으로 기울기 10도로 한다. 각도가 너무 크면 최고고도에 달하기 전에 (또는 발사 직후) 낙하산집이 분리되어 버린다. 2 특히 낙하산이 펼쳐지지 않았을 때나 낙하산집이 벗겨지지 않았을 때의 낙하 상황의 위험을 미리 알아두자. 3 최고기압 또는 가압(펌핑) 횟수를 정해둘 것. 생각하자, 체험하자 낙하산은 처음에는 펴지지 않는 경우가 많아, 연구가 필요합니다. 낙하산집(두부)과 보디가 분리되지 않는 것은 어째서일까? 낙하산의 목적은 무엇인가? 낙하산이 펼쳐지지 않는 것은 어째서일까? 물로켓의 비행자세나 고도는? 등을 생각하게 하자. 어떻게 날 수 있는 것인지(원리), 더 잘 날게 하려면 어떻게 하면 좋은지(연구) 계속 기본적인 질문을 던 지면서, 아이들의 호기심을 자극해줍시다. 다음과 같은 실험이나 관찰을 지도메뉴에 더하면 아이들의 호기심이나 이해를 높일 수 있습니다. 1 물의 양을 많게 하거나 적게 하거나 하면서 나는 거리나 고도가 어떻게 바뀌는지 시험해본다. 2 수직안정판의 모양을 여러 가지로 바꿔서 나는 모습을 관찰한다. 수직안정판을 경사지게 달면 기체가 빙글빙글 돈다. 회전과 비행의 안정성 및 비거리와의 관계를 조사해 본다. 수직안정판을 다는 위치를 물로켓 끝 쪽으로 하거나, 정중앙에 하거나 해 본다. 수직안정판의 개수도 바꿔 본다. 이런 것들을 시험해 볼 때는 위험을 동반(어디로 날아갈지 알 수 없다)하기 때문에 베테랑 리더 아래에서 리더의 지시나 룰을 지켜 실험한다. 리더는 갑자기 본 발사에 들어가지 말고, 사전에 한계 테스트를 해 둔다. 3 노즐콘의 길이를 바꾸거나 안에 넣는 유점토나 신문지 양을 바꿔 나는 모습을 관찰한다. 4 중심과 수직안정판이 어느 정도 떨어져 있을 때가 가장 안정되게 나는지 실험해 본다. 중심에서 앞부분 (노즐콘 쪽)에 수직안정판을 달면 어떻게 될까? 35

36 물로켓에서 조금 더 궁리해보자!! - 낙하산이 달린 물로켓 - 우주 10 5 압력기기의 위험성에 대해 가르친다. 압축성이 높은 기체(공기)가 고압에서 갇혀있다. 몹시 딱딱한 병으로 5기압을 체험시킨다. (기체와 압력의 성질을 아는 안전교육) 압축공기가 들어 있어 파열의 위험성이 언제나 동반된다. 절대 파열시켜서는 안 된다. 파열의 무서움을 체험시킬 때는 고무풍선을 이용한다. 6 낙하산 크기나 모양과 재질, 끈 길이나 개수 등을 바꿔 여러 가지로 시험해본다. 7 낙하산집에 탁구공(가벼운 것)을 넣어 물로켓에서 방출시키면 인공위성 발사를 모의체험 시킬 수 있다. 안전대책 1 가압된 공기의 힘에 대해 사전에 이야기를 해 둔다. (예: 풍선의 파열) 2 공작의 기본적인 주의사항이나 발사 시의 주의사항은 활동을 시작하기 전 차분한 상태에서 참가자 및 리더 지도자 전원이 확인한다. 필요한 경우에는 보호자에게도 협력을 요청한다. 3 자유롭게 만든 로켓(어디로 날아갈지 알 수 없는)을 발사할 때만큼 발사 수순을 지킬 필요가 있다. 4 성공했을 때의 기쁨과 감동을 맛보게 하기 위해 리더는 한계 나 이상사태 를 알아둔다. 가. 파괴압력 (예 15~16kg/cm2) 나. 파열이나 낙하 기체에 맞았을 때의 충격을 방지한다. 헬멧 파열시의 소리 파편에서 보호한다. 귀마개 고글 다. 비행불안정기체 및 부품이 사방으로 흩어지는 것에서 보호한다. 발사장 넓이 확보 5 원래부터 위험이 따른다는 것을 잘 인식해 둔다. 가. 압력기기를 다룬다. 나. 페트병 본래의 목적 이외의 사용을 하고 있다. 다. 당사자 이외에는 아무도 안전을 보증해 주지 않는다. 라. 사고가 발생해도 누구도 손해를 보상해 주지 않는다. 마. 자기 책임 활동이라는 것을 꼭 인식하는 것이 필요하다. 6 발사 시에는 반드시 관제 담당을 배치한다. 아이들의 안전 확보를 위해서는 안전관리책임자를 정해 마구 흐트러진 상태가 아니라 일원화된 상태에서 운영하는 것이 중요. 그 때문에 훈련된 관제 담당이 필요하다. 7 공기펌프, 발사대의 안전 확인 가. 공기펌프 발사대는 정비를 하여 튼튼하고 안전한 것을 사용한다. (일본에서 실제로 공기펌프 때문에 사고가 난 적이 있었다고 함.) 나. 레이스용 자전거에 사용하는 압력계가 붙은 고압용 펌프를 사용하는 것이 좋다. 키워드 로켓 / 물로켓 / 반동추진 / 압력 / 페트병 / 낙하산 / 적재물 36

37 11 대형 물로켓을 만들자!! {물로켓 POWER UP} 우주 물로켓 만들기 방법이나 발사 방법에 대해서는 <기본형물로켓>을 참고해주십시오. 여기에서는 그 발전적인 응용으로서 물로켓 POWER UP 버전을 배웁니다. 목표 물로켓으로 무언가를 하늘 높이까지 보내고 싶다고 생각한다면 물로켓의 POWER UP <대형화>가 필 요해집니다. 페트병 1병으로는 한계가 있기 때문에 가공하여 페트병을 잇는 방법도 소개합니다. 물로 켓의 보디는 압력용기 이기 때문에 가공이 불충분하다면, 가압 중에 파열할 위험이 있습니다. 확실한 공작 지도는 물론, 압력의 무서움에 대해서도 확실히 지도합시다. 대상학년 초등학교 고학년 이상 소요시간 만들기 : 2~3시간, 발사 : 5~10분(1회) 37

38 대형 물로켓을 만들자! - 물로켓 POWER UP - 우주 11 <1> 부품 입수처 여기에서는 폐기처분된 자전거 타이어 등 자전거 부품을 많이 사용한다. 친한 자전거 가게 주인이 있다면 재료를 입수하기 쉬울 것이다. 또 병을 연결하는 부품은 하기의 가게에서도 시판되고 있다. <2> POWER UP 방법과 공작의 힌트 1 로켓을 묶어 추력 UP 간단한 것은 물로켓을 몇 개 정도 묶어버리는 방법입니다. 실제, 진짜 로켓에서도 이 방법은 행해 지고 있으며, 클러스터 라 불리고 있습니다. 물로켓은 테이프로 빙글빙글 감아버리면 눈 깜짝할 새에 묶을 수 있습니다. 클러스터 로켓의 예. 러시아의 소유즈 우주선을 발사하는 A-2로켓 그러나 발사대는 클러스터 전용으로 만들지 않으면 안 됩니다. 또 모든 로켓을 동시에 발사하지 않 으면 똑바로 날아가지 않습니다. 2~3개 정도라면 괜찮지만 그 이상이 되면 발사레버도 묶을 필요 가 있습니다. 발사장치(레버를 쥐는 ~조인트가 움직인다)를 조정하는 4개의 엔진(로켓)을 묶은 것 이 5개, 합계 20개의 엔진이 사용되고 있다. 기술이 필요합니다. 38

39 대형 물로켓을 만들자! - 물로켓 POWER UP - 우주 11 클러스터 물로켓의 예 3개의 물로켓을 묶었다. 카메라와 송신기를 탑재해, 비행 중의 로켓에서 본 실시간영상을 지상에서 볼 수 있다. (제8회 아이디어 물로켓 콘테스트 특별상 : YAC 요코하마 분단 작성) 2 로켓을 연결해서 추력 UP 물을 많이 넣으면 분사량이 늘어 추력이 커지는 것처럼 생각할 수 있습니다. 그러나 실제는 용적이 같다면 물을 밀어내는 공기의 양이 적어지기 때문에, 어느 양 이상 넣으면 추력이 떨어져 버립니다. 중요한 것은 용적과 물의 양의 배합(비)로 물의 적정량은 페트병(압력용기부분) 용적의 1/3 입니 다. 이 생각을 바탕으로 1L의 물을 넣으려면 압력용기부분의 용적은 3L 필요하게 됩니다. 그 사이즈의 탄산음료 페트병을 입수하는 것은 어려우므로, 우리 주변의 1.5L 병을 연결하는 것을 생각해봅시다. 만들기 방법은 아래 그림으로 나타내겠습니다. 연결부분은 자전거 타이어에 공기를 넣는 물림쇠 밸브 를 사용합니다. 또 공기 빠짐을 막기 위해서, 타이어 튜브에서 와셔와 같은 정도 크기의 고무 패킹을 잘라둡니다. 이 자전거 부품들은 새 것일 필요는 없기 때문에 펑크가 난 것 등 폐품을 이용 합시다. 39

40 대형 물로켓을 만들자! - 물로켓 POWER UP - 우주 11 연결물로켓 만들기 방법 준비물 1 자전거 타이어의 밸브 와 너트 2 페트병 뚜껑 (밸브가 지날 수 있는 크기의 구멍을 뚫는다) 3 와셔 3개 (밸브가 지날 수 있는 구멍이 있고, 페트병 입구로 들어갈 만한 크기의 물건) 4 고무 패킹 6개 (와셔와 같은 정도의 크기로 밸브가 지나갈 수 있는 구멍을 뚫는다) 만드는 방법 (1) 자전거 밸브에 와셔와 고무패킹 2개를 통과시킨다. 와셔 고무패킹 (2) (1)의 밸브를 가느다란 봉이나 철사에 달 아 페트병 입구에서부터 넣어 페트병 바 닥에 뚫은 구멍으로 통과시킨다. (3) 그림과 같이 각 부품을 통과해 너트로꽉 잠근다. 이 때, 고무 패킹에는 씰제(욕실 등에 사용하는 실리콘 씰제)를 바르면 좋다. 페트병뚜껑 고무패킹 와셔 고무패킹 와셔 너트 40

41 대형 물로켓을 만들자! - 물로켓 POWER UP - 우주 11 (4) 페트병을 연결해서 플라스틱필름 등으로 (5) 완성 연결부를 감고, 노즈콘과 수직안정판(미익)을 단다 비닐테이프 수직안정판 안전대책 1 공작을 할 때의 주의 연결 물로켓이 가압 중에 파열 파손할 경우, 거의 연결 부분부터 부서진다. 따라서 페트병에 구멍을 뚫은 연결부에 금이 가 있지 않은지 확인을 해 둔다. 또 연결부에 비눗물 등을 바르고 페트병에 가볍 게 공기를 넣어 새지 않는지 체크하자. 지도자는 기본형 물로켓을 잘 이해하고 본 물로켓과의 차이를 인지해 둘 것. 2 발사할 때의 주의 기본적인 주의사항은 본 교재 시리즈인 <기본형물로켓>과 같다. 가압중에는 아이들이 물로켓에 절 대로 가까이 오게 하지 않는다. 만일에 대비하여 고글이나 귀마개 등 보호구를 사용하자. 그 밖에 기본형 물로켓의 안전대책을 잘 읽읍시다. 키워드 로켓 / 물로켓 / 반동추진 / 압력 / 페트병 / 클러스터 로켓 41

42 12 로켓을 지상에서 달리게 하자! {물로켓 자동차} 우주 물로켓의 만들기 방법에 대해서는 <기본형 물로켓>을 봐 주십시오. 여기에서는 그 발전적인 응용으로서 물로켓 자동차의 공작이나 달리게 하는 법을 배웁니다. 목표 물로켓의 원리를 응용하여, 지상을 달리는 물로켓 자동차를 만들어 봅시다. 그 공작을 통해, 공기저항(로켓이나 자동차, 기차의 앞부분 등의 형상)과 스피드와의 연관을 생각하거 나 재료를 연구할 수 있습니다. 대상학년 초등학교 저학년 이상 소요시간 만들기 : 2~3시간, 주행시험 : 5~10분 (1회) 42

43 로켓을 지상에서 달리게 하자! - 물로켓 자동차 - 우주 12 <1> 물로켓 자동차 만들기 공작에 쓸 재료와 도구 [물탱크와 앞부분(노즈)] 여기에서는 간단한 만들기 방법을 소개한다. 물탱크에 설치하는 수직안정판(날개)은 우유팩으로 만든다. 수직안정판의 접착은 양면테이프나 비닐테이프가 좋다. 탄산음료 페트병(1.5L) 1병 차체를 길게 하기 위해 1병 더 준비해도 좋다. 우유팩(1L) 잘라서 펼친 것 2장 유점토 500~600g 정도 : 노즈의 앞부분에 넣을 추 (다음페이지에 계속) [차바퀴 부분] 가벼워진 모형 타이어나 시판 모형용 타이어 세트, 또는 페 트병 뚜껑 4개 골판지 소량 : 차바퀴 고정용 빨대 2, 3개 : 여기에 차바퀴를 통과시킨다. 대오리 또는 회전축 1~3개 [차대] 골판지 판, 또는 고무판, 베니어 판 등 (충돌해도 안전한 것) 7cm 30cm 정도 완성했을 때의 물로켓 자동차 총 중량이 600~700g 정도가 되도록 차대의 소재나 크기로 무게를 조절한다. [발사용구] 자동차용 에어펌프 발사대 공기펌프 물로켓자동차 시판의 물에 눕힐 수 있는 타이어가 좋다. 발사대 (사진은 시판 삼각식 발사대를 눕힌 것) 노즐(로켓과 발사대와의 접합부품). 시판품을 구입한다. [공구 도구] (리더는 칼이나 공구의 안전한 사용법을 사전에 지도할 것) 가위 스테이플러 송곳 접착제 비닐테이프 양면테이프 차바퀴, 차대 부품 재료 예 43

44 로켓을 지상에서 달리게 하자! - 물로켓 자동차 - 우주 12 <2> 물로켓 자동차 만들기 공작 순서와 지도(2~3시간) 아이들 작업 내용 지도내용 비고 1 몸통이 될 페트병을 고른다. 흠집이나 변형된 곳이 없는 페트 병을 고른다. 몸통에는 압력이 가해지기 때문에 흠집이 나 찢어진 부분이 있으면 압력이 가해졌을 때, 파열이나 파손의 우려가 있다. 움푹 들어간 곳이나 변형이 있으면 균형감이 나빠져 조립 시 부품을 정확히 설치 할 수 없다. 2 물탱크에 노즐을 끼운다. 노즐에 패킹이나 O링이 붙어 있 는지를 확인하고 보디(페트병)에 잘 설치한다. 패킹이나 O링에 흠집은 없는지 확인한다. 흠집이 있으면 물이 샐 수 있다. O링 노즐 패킹 3 선단(노즈) 부분을 만든다. 우유팩을 사용해 자동차 앞부분 같은 태를 만들어 비닐테이프로 페트병 앞에 단다. 앞부분 안쪽에 추로서 15g정도의 유점토(거기에 걸맞은 것)를 넣는다. 물로켓 자동차는 급발진하기 때문에 앞부분을 뾰족하게 하는 경우에는 안전상의 연구를 한다. 4 수직안정판(날개)을 부분을 만든다. 우유팩을 가위로 잘라 수직 안정판을 만든다. 물탱크에 수직안정판을 붙일 때는 양면테이프나 비닐테이프가 좋다. 완성되면 비닐테이프로 연결부분을 단단히 고정한다. 완성한 노즐콘 안에 유점토와 신 문지를 말아넣는다. 로켓모양으로 할지 비행기모양 으로 할지 정한다. 수직안정판이 없어도 괜찮다. 앞부분 연구의 예 차체를 설치할 아래 부분에는 날개를 달지 않도록 주의한다. 수직안정판을 2~3장 달면 비행기(제트기) 형태가 된다. 로켓이나 비행기는 비행기의 안전성을 유지하기 위해 수직 안정판을 뺄 수 없지 만, 물로켓 자동차의 경우는 어떨까? 예상해본다. 수직안정판 공작 예 44

45 우주 13 팽이는 왜 쓰러지지 않을까? 팽이는 오직 회전할 때만 서 있을 수 있어. 큰 팽이와 작은 팽이 중 어떤 게 더 오래 회전할까요? 목표 여러 종류의 팽이를 만들어서 어떤 팽이가 더 오래 혹은더 빠르게 회전하는지 관찰해 보자. 팽이의 특정 행동에 영향을 주는 조건이나 원리에 대해 배워보자. 45

46 팽이는 왜 쓰러지지 않을까? - 우주 13 팽이를 만들어 보자. 몇 가지 아이디어를 생각해보자. 두꺼운 종이 컴퍼스 필요한 것 송곳 풀 가위 이쑤시개 1단계 크기를 다양하게 팽이를 만들어보자 컴퍼스를 이용해서 여러 크기의 원을 그리고 자른다 중앙에 송곳으로 구멍을 내서 풀로 채운다. 이쑤시개를 구멍에 넣고 풀이 마를 때까지 기다린다. 2단계 무게를 다양하게 팽이를 만들어 보자. 3단계 높이를 다양하게 팽이를 만들어 보자. Put glue here 풀로 종이를 덧붙여서 무게를 늘린다. 이쑤시개의 높이를 조절한다. 팽이를 회전시켜서 비교해 보자. 기준 어떤 팽이가 오래 회전하는가? 알맞은 칸에 표시해 보자. Write down youre ideas! 지름 무게 높이 큰 팽이가 오래 회전한다. 작은 팽이가 오래 회전한다. 무거운 팽이가 오래 회전한다. 가벼운 팽이가 오래 회전한다. 높은 팽이가 오래 회전한다. 낮은 팽이가 오래 회전한다. 크고, 무겁고, 낮은 팽이가 오래 회전하지 않았나요? 46

47 팽이는 왜 쓰러지지 않을까? - 우주 13 확인해보자. 빠르게 회전하는 팽이는 얼마나 안정할까? 책과 같은 표면에서 팽이를 회전시켜봅시다. 회전하지 않는 팽이는 아래로 떨어질 거에요. 회전하는 팽이는 표면이 기울어져도 넘어지지 않아요. 이것도 해보자. 1단계 오래된 CD가 회전하는 동안 좌우로 흔들어보자. CD가 회전하도록 실을 감고 CD가 회전 하면 어떤 일이 일어나는지 보자. Front Back 1-1. 테이프를 이용해서 CD 중앙에 있는 구멍을 막 고 송곳으로 작은 구멍을 뚫은 후 실을 통과시킨다 테이프로 실 한쪽이 빠져나오지 못하게 고정 시킨다. 실이 회전하면서 방향이 바뀌어도 CD의 방향과 회전축은 변하지 않는다. 2단계 동전 굴리기 2-1. 손을 이용해서 동전을 평평한 바닥에 굴려보자 엽서를 반으로 접고 경사 를 만들어서 동전을 굴린다. 동전이 바닥에 닿으면 계속해서 곧게 앞으로 굴러갈 것이다. 곧 쓰러진다. 47

48 팽이는 왜 쓰러지지 않을까? - 우주 13 자이로스코프 효과:회전하는 물체의 회전축에서 볼 수 있는 현상 인 자이로스코프 효과는 원래 방향을 유지하는 경향이 있다. 팽이의 행동은 이 원리의 결과이다. 팽이가 회전하기 시작하면 회전축은 자이로스코프 효과 때문에 원 래의 방향을 유지하려고 하고 이것은 팽이가 회전하는 동안 똑바로 서있는 것을 가능하게 한다. 이 실험에서 다양한 팽이의 회전을 관 찰하였고 더 크고, 무겁고, 빨리 회전하는 팽이는 자이로스코프 효 과가 더 커져서 더 안정적이라는 것을 배웠다. 우리의 일상생활에서도 자전거와 요요같이 이 원리로 작동되는 물건들이 많이 있다. 자이로스코프 효과를 이용하는 훨씬 크고, 일상적인 물체도 있다. 그게 뭘까? 바로 지구 그 자체이다. 적도 부근의 지구 표면 회 전 속도는 소리의 속도(1224km/h)보다 훨씬 빠른 1700km/ h이다. 지구는 매우 무겁기 때문에 지구의 회전축은 거의 흔들 리지 않는다. 지구의 회전축은 북극성을 향하고 있다. 밤에 북쪽 하늘을 보면 별들이 시계 반대방향으로 회전하는 것을 볼 수 있는데 이것을 통해 지구의 회전축이 북극성을 향하고 있다는 것을 알 수 있다. Equator around the North Star. 로켓이나 인공위성은 팽이와 같은 원리로 작동되는 자이로스코프 장치를 이용한다. 자이로스코프는 특정한 비행경로나 고도를 유지하는데 사용된다. 왜냐하면 자이로스코프가 특정한 방향에서의 변화를 빨리 감지할 수 있기 때문이다. Wideband internetworking engineering test and Demonstration Statellite "Kizuna" H-llA rocket 48

49 우주 14 우주정거장으로 보는 주거의 기능 해설 사진은 2008년 2월 시점의 국제우주정거장과 그 안의 생활공간부분 사진이다. 2011년 완성을 목표로 지상 400km 상공의 우주에서 건설이 진행 중인 국제우주정거장. 완성 시에 는 축구경기장과 거의 비슷한 크기가 되는 이 거대한 우주의 연구소는 우주비행사들의 일터가 되는 기보 일본실험동 등 5개의 실험모듈 외에, 전력을 만들어내는 태양전지패들, 우주정거장 밖에서의 작업에 활약할 로봇팔 등으로 구성되어 있다. 그리고 장기간에 걸쳐 우주공간에 체재하는 우주비행사 들의 생활의 장이 되는 것이 즈베즈다 라 이름 붙여진 주거모듈(생활공간)이다. 즈베즈다에는 우주식 조리나 식사를 하는 식당, 화장실, 침실, 운동 용구 등 우주비행사들의 생활을 지탱하는 다양한 기능이 준비되어 있다. (사진 C부분이 즈베즈다. A는 유럽실험동 콜럼버스, B는 미국 실험동 데스티니. 일 본의 실험동 기보 는 2008년 2월 시점에서는 아직 설치되어 있지 않다.) 활용장면 중학교 기술 가정(가정 분야) 학습개요 주거는 기후풍토나 문화 등 지역의 특성이나 생활을 반영하고 있고, 기본적인 기능으로서 비바람, 추 위와 더위 등의 외부환경에서 보호하는 기능, 심신의 평온과 건강을 유지하는 기능, 아이들이 자라는 기반으로서의 기능 등을 갖고 있다. 여기에서는 도입으로서 국제우주정거장 내의 주 공간을 사진으로 제시함에 따라, 공동생활 공간과 개 인생활 공간 등이 있는 것을 깨닫게 한다. 가족이 어떠한 생활을 중시하는 가로 주거방식이 달라지고, 주거의 기능을 생각하는 계기가 되게 한다. 활용 예 [질문 예] 1. (국제우주정거장 사진을 보여주며) 이것은 우주왕복선에서 촬영한 국제우주정거장 사진입니다. 우주정거장은 실제로 사람이 살며 생활하고 있습니다. 동그라미 쳐져 있는 A, B, C 부분 중 어디서 생활하고 있을 것 같나요? 우주비행사는 C부분에서 생활하고 있으며, A와 B는 실험 장소입니다. 그럼, 이 생활공간을 봐 봅니다. 지금부터 식물의 발아 등 식물의 생육에 필요한 조건에 대해 생각 해 봅시다. 2. (생활공간 사진을 보여주며) 이것이 국제우주정거장 생활공간의 약도입니다. 어떤 공간(방)이 있 으면 생활할 수 있을까요? 49

50 우주정거장으로 보는 주거의 기능 - 우주 국제우주정거장 안에는 화장실도 침실도 식당도 있습니다. 여러분이 생활하고 있는 지구의 집과 같군요. 어째서 일까? 집은 생활행위에 맞춰 이루어져 있기 때문이지요. 그럼, 주거의 기능에 대해 생각해 봅니다. 참고자료 우주에서는 목욕하거나 화장실에 갈 때 어떻게 하나요? 우주에서는 어떻게 자나요? A B C [국제우주정거장의 주거모듈(생필공간) 내부] 제어공간 식당 독실(침실) 화장실 트레이드 밀(운동용구) 50

51 15 두꺼운 종이 캡슐만으로 안전하게 착지시키자! {달걀 떨어뜨리기} 우주 목표 1997년 미국의 화성탐사기 마스 패스파인더가 화성에 착륙했을 때, 충격을 흡수하기 위해 풍선(에 어백)을 사용했습니다. 풍선에 싸인 채 화성의 지표에 충돌하여, 15m 날아오른 뒤 15회나 바운드하 며 굴러, 처음 착지지점에서 1km 떨어진 지표(아레스 계곡)에 2분 50초 후 정지한 것입니다. 거기에 서 착안하여 이번 미션은 높이 약 9m의 옥상에서 날달걀을 낙하시켜도 깨지지 않도록 궁리하는 것입 니다. 대상학년 초등학교 저학년 이상 소요시간 2~3시간 51

52 두꺼운 종이 캡슐만으로 안전하게 착지시키자! - 달걀 떨어리기 - 우주 15 실험에 쓸 재료 공구 등 이것들 외의 재료를 사용해서는 안 된다. 두꺼운 종이(55 40cm) 1장 접착제 셀로판테이프 스테이플러 (생각하는 힘을 길러주기 위해, 스테이플러는 되도록 사용하게 하지 말고, 접착제 등으로 만들게 합시다.) 날달걀(중간 사이즈) 1개 가위 등 일반적인 종이공작용 도구 캡슐 만들기와 낙하 실험 [사전준비] 실험 날까지 어떻게 하면 날달걀을 깨트리지 않고 착지시킬 수 있을지 자신만의 아이디어를 정해 둡 니다. [당일] 1 각자 생각해 온 아이디어를 바탕으로, 두꺼운 종이를 가지고 캡슐을 만듭니다.(80분 간) 제작할 때 도와주지 말고, 기본적으로는 아이들 자신이 끝까지 해낼 수 있게 합니다. (부모와 함께 만드는 것은 가능) 2 전원이 완성하면, 지도자(혹은 조수)나 친구들의 협력으로 옥상(지상 9m)에서 순서대로 낙하시킵 니다. 낙하예정 공간에는 큰 방수시트를 깔아둡니다. 3 아이들에게 낙하 방법을 어떻게 하고 싶은지 사전에 물어보고, 낙하 직전에 만든 아이의 이름을 말 하게 합니다. 낙하 후 결과는 본인이 확인하고 발표합니다. [아이들의 작업 모습] 52

53 두꺼운 종이 캡슐만으로 안전하게 착지시키자! - 달걀 떨어리기 - 우주 15 생각하자, 체험하자 이 교재에서는 1 날달걀 자체의 강도에 관한 조건(껍질의 모양이나 세기) 2 제작하는 캡슐로부터의 충격 전달 상태(달걀의 위치 자세나 위치 내부와의 접촉방법) 3 캡슐 자체의 강도(낙하 접지방법과 장치의 견고함) 4 착지 상태에 따른 충격의 차이(낙하 비상 접지방법과 착지충격의 관계)등을 함께 생각해야 하지만, 1은 제작자가 제어할 수 있는 것이 아니기 때문에 2~4에 관해서 생각할 필요가 있다. 실제로 볼 수 있었던 작품 타입을 특징별로 나눠 보면, A. 복잡한 구조로 된 것과 심플한 것 B. 소프트 랜딩형과 러프 랜딩형 C. 자유낙하 던지는 형태로 된 것과 비상 감속하강형 등 여러 가지지만, 성과는 반드시 복잡한 것과 소프트 랜딩형의 독무대는 아닌 듯 싶다. A, B, C는 독립적으로 타입을 나눈 것이 아니라 서로 겹쳐 지지만, 결국은 하강속도를 억제하기 위한 궁리, 착지충격을 줄이기 위한 궁리, 캡슐에서 달걀로의 충격 전달을 감소시키는 궁리 등 어딘가에 초점을 두고 있었다.(이것들의 복합형도 있다.) 역설적인 방법(3에서 일부러 약하게 만들어, 캡슐 파손에 따른 충격흡수를 꾀한다.)이나 굳이 캡슐에 의존하지 않는 방법 등이 나올 가능성도 있다. [아이들의 작업 모습] 안전대책 1 옥상에서 달걀을 떨어트리는 작업을 맡은 스태프가 낙하하는 일이 없도록 충분히 조심한다. 2 커터칼 등 만들기에 사용하는 도구로 상처를 입지 않도록 조심한다. 3 흥미 본위의 물건 낙하(사고로 이어진다)나, 식품 취급(무의미한 목적 외 낭비)에 대해서도 배려 한다. 어디까지나 실험학습의 필요 범위 내에서 사용해야 한다는 것을 확인해 둔다. 4 아이들은 옥상에 가지 않고, 낙하지점 근처에서 안전하게 관찰한다. 키워드 날달걀, 에어백, 자유낙하, 달걀 떨어트리기 콘테스트 53

54 두꺼운 종이 캡슐만으로 안전하게 착지시키자! - 달걀 떨어리기 - 우주 15 워크시트 (1) 이름 1 달걀을 깨트리지 않고 착지시키기 위해서는 캡슐을 어떻게 만들어야 할까요? 다음의 각 질문에 관해 여러분의 아이디어를 메모해 봅시다. (1) 어떻게 하면 캡슐이 천천히 떨어지게 만들 수 있을까? (2) 어떻게 하면 캡슐이 착지할 때의 충격을 줄일 수 있을까? (3) 어떻게 하면 캡슐 바깥쪽에서부터 안에 있는 달걀에 전해질 충격을 줄일 수 있을까? (4) 위의 세 질문에 대한 답 이외에, 여러분이 궁리한 내용을 써 보자. 54

55 두꺼운 종이 캡슐만으로 안전하게 착지시키자! - 달걀 떨어리기 - 우주 15 워크시트 (2) 이름 2 여러분이 궁리한 것을 바탕으로 달걀을 넣어 착지시킬 캡슐의 설계도(스케치)를 해봅시다. 쓸 수 있는 재료나 도구 : 두꺼운 종이(55 40cm) 1장, 접착제, 셀로판테이프, 스테이플러, 날달걀 1개 3 완성한 캡슐 사진을 붙입시다. 실험 결과는? 착지한 캡슐 사진을 붙입시다. 실험에서 달걀이 깨진 사람은 한 번 더 아이디어를 재검토합시다. 55

56 16 첨단 토지 탐사 위성 다이치 위성으로 찍은 사진 같은 지구의 지형을 관찰해보자. 우주 우리 예전에 3D 사 진 만들어 본 적 있지 않니? JAXA는 다양한 연구분야 에 이용되는 다이치 위성으 로 찍은 지구사진을 발표했 어요. 군마 현의 하루나산의 사진이 있어요. 이 안 경을 쓰면 3D로 보여! 우와! 믿을 수 없 어. 근데 무엇이 산을 저렇게 있게 하는 걸까? 목표 위성에서의 지구 모습을 보고, 다이치 위성으로 찍은 사진으로 만든 지구표면의 3D 사진을 관찰함으 로써 화산, 하안단구, 침식작용과 같은 지질학적 활동에 관심을 갖자. 56

57 첨단 토지 탐사 위성 다이치 위성으로 찍은 사진 같은 지구의 지형을 관찰해보자. - 우주 16 3D 안경을 만들어보자. 재료 두꺼운 종이나 우유팩 빨간색, 파란색 셀로판테이프 풀이나 접착제 가위 Left Right 만드는 법 1단계 : 위 그림을 복사해서 자른다. 2단계 : 두꺼운 종이에 그림을 이용해서 안경모양을 그린다. 셀로판테이프를 붙일 곳도 연필로 표시한다. 3단계 : 안경을 자른다. 표지에 있는 사진을 보자 안경을 다 만들었다면 한 번 써보자. 하루나 산의 정상은 어떻게 보이나요? 하루나 산은 어떻게 형성되었을까요? 산 옆을 타고 흐르는 선들은 무엇일까요? 57

58 첨단 토지 탐사 위성 다이치 위성으로 찍은 사진 같은 지구의 지형을 관찰해보자. - 우주 16 3D 안경을 쓰고 다른 사진들도 보자. 아소산 강이 지형을 따라 어떻게 흐르고 있는지도 볼 수 있어. 왼쪽 위에 꼬불꼬불한 선 안쪽에 분화구가 있고 주변은 외륜산으로 둘러싸여 있단다. 후지산 이 사진은 후지산 왼쪽 아래 부분이네. 정말 높지 않니? 58

59 첨단 토지 탐사 위성 다이치 위성으로 찍은 사진 같은 지구의 지형을 관찰해보자. - 우주 16 첨단 토지 탐사 위성 다이치 다이치는 약 4톤의 무게가 나가고 PRISM, PALSAR, AVNIR-2 센서 시스템을 싣고 있다. 태양 전지 를 완전히 다 펼치면 길이가 약 28m정도이고 운용되고 있는 인공위성 중 가장 큰 위성 중 하나이다. 극궤도를 따라서 100분에 지구를 한 바퀴씩 도는 다이치는 고도 약 700km에서 다양한 방법으로 도 로, 건물 그리고 숲의 상태와 자연재해를 관찰하고, 발견되지 않은 천연 자원을 찾는 등 지구의 표면 을 탐사한다. 3D안경은 어떻게 작용하는가? 여러분의 왼쪽 눈은 빨간 필름을 통해 보니까 오로지 파란색 부분만 보인다. 이와 같이 오른쪽 눈은 빨 간색 부분만 보인다. 여러분의 뇌는 이 두 가지의 조금 다른 상을 하나의 3차원 형상으로 합칠 수 있다. 인터넷을 이용해서 다음 주소에서 더 많은 3D 사진을 볼 수 있다. 3D안경을 쓰고 본 표지 사진 3D로 보면 하루나 산이 종이에서 튀어나온 것처럼 보인다. 사진의 중앙부에 원뿔 모양이 하루나 후지 산이고 하얀색으로 덮여진 부분은 하루나 호수가 얼은 것이다. 하루나 산의 마지막 화산 활동은 6세기 중반 후타츠다케 라고 불리는 이중 용암원정구를 만든 분출이 었다. 또한 하루나 후지 산과 하루나 호수를 둘러싸고 있는 오래된 칼데라의 외륜산 가장자리를 볼 수 있다. 산자락의 오른쪽에는 아가츠마 강이 흐르고 왼쪽에는 카라스 강이 흐른다. 이 두 강은 사진의 꼭대기 에서부터 톤 강이 오른쪽에서 왼쪽으로 흐르는 것을 볼 수 있는 아래로 흐른다. 강은 낮은 곳에 있다는 사실을 알 수 있고, 이러한 강들에 의해 형성된 하안단구는 카라스 강의 왼쪽이 나 톤 강의 아래쪽에서 볼 수 있다. 소책자를 나눠주고 설명을 읽으면서 표지의 사진을 보자. 59

60 우주 17 우주비행사의 말 사진 해설 1960년 4월, 인류 최초의 유인 우주비행에 성공한 구소련의 우주비행사 유리 가가린이 지구는 푸른 빛이었다. 라는 유명한 말을 남기고 나서부터, 많은 우주비행사가 우주에서 지구를 바라보고, 다양한 생각을 말해왔다. 그 중에서도 아폴로 계획에 참가했던 우주비행사들은 지구에서 38만km 떨어진 달 표면 위, 그리고 상공에서 지구를 바라보았다. 이것은 지금도 인류가 실제로 지구를 관찰한, 지구에서 가장 멀리 떨어진 거리이다. 사진 1은 1984년, 우주왕복선 챌린저 에 탑승했던 미국의 우주비행사 브루스 맥켄들리스 2세에 의 한, 사상최초의 생명줄 없는 우주유영을 촬영한 것이다. 사진 2는 1991년에 우주왕복선 콜롬비아 가 촬영한 시나이반도를 중심으로 한 지역이다. 사진 3은 1972년에 아폴로 17호가 4만 5천km의 거리에서 촬영한 지구의 전체모습 사진이다. 사진 4는 1968년에 아폴로 8호가 처음 촬영한 달의 지평선상에 뜬 지구이다. 활용장면 중학교 국어 학습개요 말은 감성이나 정서의 기반이다. 보거나 들은 것과 체험한 것을 말로 표현하는 것은 자신의 마음의 움 직임을 주시하는 것과 이어진다. 또, 같은 사상에 대한 다른 사람의 말(표현)을 맛보는 것은 자신의 느 낌이나 사고방식을 넓이는 것과 이어진다. 본 교재는 우주에서 촬영한 다양한 지구의 사진을 보고, 느 낀 점이나 생각한 점을 표현하게 하자는 것이다. 또, 다른 사람의 말에서 배우거나, 우주비행사의 언어 를 맛보거나 하여 사물에 대한 감성, 말에 대한 감성을 풍부하게 하는 것을 목표로 하고 있다. 이야기나 시가 등 창작의 도입, 어휘에 대한 학습 도입 등 다양한 장면에서 활용할 수 있다. 활용 예 1. 1부터 4까지의 사진을 보고 느낀 점이나 생각한 점을 짧은 글로 나타내봅니다. 2. 쓴 글을 서로 발표해 보고, 서로의 감상을 교류해봅니다. 3. 실제로 우주에 나간 적이 있는 우주비행사들은 어떤 말을 남겼을까요? 이 말들을 읽고 어떤 것을 느 꼈습니까? 멀어짐과 함께 지구는 작아져, 마침내 유리구슬 정도로 줄어들어 버렸다. 상상할 수 없을 정도로 아 름다운 유리구슬이다. 아름답고, 따뜻하고, 그리고 살아있다. 그것은 매우 여리고 부서지기 쉬워 손 가락으로 건드리면 산산 조각나 버릴 것 같았다. (제임스 아윈) 달 가장자리 배후에서 반짝반짝 빛나는 푸르고 흰 보석이 나타난다. 비할 데 없이 장엄한 순간이 슬 로모션처럼 길게 이어진다. (에드가 미첼) 나는 몇 번이고 달의 표면에서 혼잣말을 했다. 이것은 달이고, 저것은 지구다. (앨런 빈) 60

61 우주비행사의 말 - 우주 17 그림1 그림2 61

62 우주비행사의 말 - 우주 17 그림3 그림4 62

63 우주 18 우주식과 식단 해설 인류가 우주공간에서 활동하게 된 1960년대 초의 우주식은 한입 사이즈의 고형식이거나 크림 상이 거나 젤리 상의 음식을 튜브에 넣은 것 등 매우 무미건조한 것이었다. 그 후 우주식은 비약적으로 진 보를 이루어, 현재는 지상의 식사와 보다 비슷해져, 일반적으로 팔리고 있는 식품을 그대로 이용한 것 이나 온도안정화식품(레토르트식품), 가수식품(냉동건조식품), 반건조식품, 자연형태식 등 메뉴 수도 300종류 가까이 이르고 있다. 사진은 현재 우주식의 한 예이고, 아래 표는 2005년에 우주왕복선에 의한 국제우주정거장 조립미션 에 참가한 노구치 우주비행사가 우주 체재 중에 먹은 우주식의 1일 메뉴 예이다. 활용장면 중학교 기술 가정(가정 분야) 학습개요 하루 분의 식단을 생각 할 수 있도록 한다. 식단을 생각할 대는 영양, 기호, 조리법, 계절, 비용 면에서 검토할 필요가 있다. 여기에서의 도입으로서 특히 영양의 밸런스를 생각한 식품의 조합을 중심으로 생 각할 수 있도록 한다. 활용 예 [질문 예] 1. (우주식 사진을 보여주고) 이 위쪽 사진은 우주에서 먹는 한 끼분의 식사를 촬영한 것입니다. 이 사진을 보고, 알아차린 점이나 생각한 것을 발표합니다. 국제우주정거장이나 우주왕복선 안의 식사를 상상해 봅니다. 우주에서도 영양보충제 같은 것이 아니라 음식에서 영양을 얻고 있네요. 잘 짜인 식단으로 먹는 것 을 알 수 있겠지요. 2. (식단표 사진을 보여주며) 이 식단은 우주에서 어느 하루 동안 노구치 우주비행사가 먹은 것입니다. 사진과 식단을 보고 우주에서 먹는 모습을 생각해 봅니다. 우리들이 지구에서 먹고 있는 식사하고는 종류도 양도 거의 다르지 않네요. 그럼, 식단에 대한 학 습을 시작해봅니다. 63

64 우주식과 식단 - 우주 18 우주왕복선 미션기간 중에 노구치 소이치 우주비행사가 먹은 식단 예 (STS-114 미션 2005년 7월 31일) 조식 중식 석식 건조 서양 배 (IM) 맑은 장국 (FF) 시리얼 (R) 화이트초콜릿 딸기 (FF) 오렌지망고 음료 (B) 코코아 (B) 비프 스트로가노프&파스타 (R) 라면 (FF) 해물 차우더 (R) 아몬드 (NF) 레몬 티 (B) 데리야끼 치킨 (R) 카레 (FF) 흰 쌀밥 (FF) 토르티야 (FF) 타피오카 푸딩 (T) 파인애플 음료 (B) 말차 (설탕 포함) (FF) IM : 반건조상태 R : (뜨거운)물을 넣어서 조리한다 NF : 자연 상태로 팩 B : 음료 FF : 생선 T : 가열처리 64

65 우주 19 우주식과 식품의 가공 해설 사진은 현재 우주식의 예와 우주비행사들의 식사 풍경이다. 현재, 300종류 정도로 메뉴도 매우 풍부해진 우주식이지만, 우주공간이라는 특수한 환경에서 먹는데 적당하도록 다양한 연구가 실시되고 있다. 예를 들면 우주왕복선이나 국제우주정거장에는 식량용의 냉장고가 없기 때문에 우주식은 장기간 보존 가능할 필요가 있으며, 미소한 중력에서도 먹기 쉬운, 또 수분 등이 날아다녀 주위 기재에 영향을 미치지 않도록 배려하고 있다. 우주식의 주된 제조방법(보존방법)에는 물이나 70~80 정도의 뜨거운 물을 가하면 돌아오는 냉동건 조식품, 오븐에서 가열 조리하는 레토르트식품, 그리고 초콜릿이나 빵 등 특수한 처리를 필요로 하지는 않지만 보존기간에 제한이 있는 내추럴 폼이라 불리는 것 등이 있다. 활용장면 중학교 기술 가정(가정 분야) 학습개요 여기에서는 일상에 많이 사용되는 가공 식품의 특수한 성질을 알고, 용도에 따라 선택할 수 있게 한다. 또 선택에선 목적, 영양, 효율적인 조리, 가격, 환경에 미치는 영향 등 제 조건을 생각해서 고르는 것이 중요하다는 것을 일깨워준다. 도입으로서 현재의 우주식과 우주식을 먹고 있는 사진을 제시함에 따라, 우주식이 효율적인 조리나 식 품의 보존성을 높인 가공식품인 것을 전하고, 가공식품의 특징을 이해하여 상황에 따른 식품의 선택에 대해 생각하는 계기가 되게 한다. 활용 예 [질문 예] 1. (우주식 사진을 보여주며) 이것은 무엇일까요? - 이것은 현재 우주식의 사진입니다. 우주비행사들은 선내에서 이러한 식품을 매일 먹고 있습니다. 그리고 선내에서 먹는 식품의 대부분은 사진과 같이 가공을 해 놓을 필요가 있습니다. 2. (식사풍경 사진을 보여주며) 우주정거장이나 우주왕복선 등 우주공간에서는 왜 이러한 가공된 식품을 먹는다고 생각하나요? - 국제우주정거장이나 우주왕복선 등의 선내에서는 냉장 냉동기술이 완비되어있지 않습니다. 또 음식에서 나오는 수분이나 냄새 처리도 충분치 않습니다. 게다가 조리하기 위한 기구나 열원도 한정되어 있습니다. 우주공간에서는 환경에 맞는 가공식품을 선택한 것입니다. 65

66 우주식과 식품의 가공 - 우주 19 우리들 주변에도 많은 식품이 있고, 가공된 식품도 여러 가지 있습니다. 오늘은 가공식품의 특징은 무엇인지에 대해 학습해 봅니다. 참고자료 노구치우주비행사 훈련 리포트 우주식에 대해 66

67 20 우주식과 우주선에서의 식사풍경에서 돌아보는 식생활 우주 해설 사진은 머큐리(미국의 1인 탑승 우주선. 1961~1963) 시대의 우주식과 현재의 우주식(일본 도이 우 주비행사사가 1997년 우주왕복선 미션 때에 지참한 일장기도시락), 그리고 우주비행사들의 식사풍 경이다. 머큐리 시대에는 한입 크기의 고형물이거나 크림 상이나 젤리 상의 음식을 튜브에 넣은 듯한 매우 무미건조했던 우주식도 시대와 함께 가공 조리방법에 연구가 집중되어, 지상에서 먹는 것과 거의 다르지 않은 맛 형태로 진보를 이루었다. 현재로는 메뉴 수도 300종류 정도로 늘었다. 인류가 우주에 진출하는 시대에 들어서며, 국제우주정거장 같은 폐쇄공간에서 장기간 생활하는 우주비행사들에게 있 어 식사 시간은 일 사이에 잠깐 휴식하며 동료와 이야기를 나누고, 신체에 영양 공급은 물론 정신적으 로도 편안해 질 수 있는 중요한 시간과 역할을 다하고 있다고 말할 수 있다. 활용장면 중학교 기술 가정(가정 분야) 67

68 우주식과 우주선에서의 식사풍경에서 돌아보는 식생활 - 우주 20 학습개요 식생활 학습의 정리로서, 생명 유지나 건강 보존 및 증진을 위해 필요한 영양소는 매일 식사에서 섭취 할 필요가 있는 것이나, 식사를 함께 함에 따라 사람과 사람 사이의 관계가 깊어질 수 있는 것 등 생활 속에서 식사가 다하고 있는 역할에 대해 확인한다. 여기에서는 도입으로서 머큐리 시대의 우주식, 현 재의 우주식, 우주선에서의 식사 풍경 사진을 제시하고, 식사가 다하는 역할을 재확인해, 자신의 식생 활을 돌아보는 학습에 대해 관심 의욕을 환기시킨다. 활용 예 [질문 예] 1. (1960년대 초기 우주식과 도이 우주비행사가 지참했던 현재 우주식을 보여주고) 왼쪽 위의 작은 사진은 1960년대 초기의 우주식입니다. 위쪽 사진은 현재의 것입니다. 현재의 우주식은 도이 우주 비행사가 요청하여, 우주왕복선 안에서 실제로 먹은 것입니다. 도이 씨는 어째서 이러한 우주식을 요청한 걸까요? 1960년대 초기 우주식과 비교하여 생각해 봅니다. - 어느 쪽 우주식을 계속 먹고 싶은지 물어본다면 현재 쪽이 많지 않을까요? 2개 전부 다 영양적인 균형은 잘 이루어져 있습니다. 단, 식사에 요구되는 것은 영양소만이 아닌 것 같네요. 2. (식사사진을 보여주며) 이 사진은 국제우주정거장의 식사풍경입니다. 식사를 하고 있는 우주비행 사들의 모습은 어떻게 보입니까? - 한 명 한 명의 우주비행사가 건강해 보이기도 하고, 몇 명이서 식사를 하며 즐거운 듯이 보이기도 하지요? 오늘 수업에서는 다양한 식사의 역할을 근거로 하여 자신의 식생활에 대해 생각해 봅니다. 68

69 21 우리 주변의 철로 우주생물을 만들자! {금속으로 만든 우주생물} 우주 목표 우리들이 살고 있는 지구에는 여러 생물이 생식하고 있습니다. 우주로 범위를 넓히면 그곳은 미지의 세 계이며, 어떤 생물이 있을지 모릅니다. 혹시 금속으로 만들어진 별이 있다면, 생물 역시 금속으로 이루 어져 있을지도 모릅니다. 거기에서 어떤 형태의 생물일까 를 주제로 생물을 만들고 볼트나 너트를 비 롯하여, 우리 주변에 있는 철제품을 조형재로서 사용하고 이것을 접착제로 붙여 조립해 봅니다. 아이 들의 발상을 중요시하여 자유로이 작업하게 합시다. 대상학년 초등학교 저학년 이상 소요시간 2~3시간 69

70 우리 주변의 철로 우주생물을 만들자! - 금속으로 만든 우주생물 - 우주 21 <1> 우주생물 만들기 우리 주변에 있는 철로 만들어진 것을 사용합니다. 볼트나 너트를 비롯하여, 주변에 있는 철제품을 조형재료로 하여, 이것을 접착제로 붙이면서 자유로운 발상을 바탕으로 만듭니다. 만들기에 쓸 재료 공구 등 비즈 볼트 너트 평와셔(3φ~12φ), 젬클립(큰 것) 등 주변에 있는 길이 30mm 정도 되는 철제품 금속용 접착제 플레이트판 발포스트롤 등(약 6cm 10cm) <2> 지도 힌트 처음에 구상을 해서 제작을 시작해도 도중에 생각이 바뀌어, 그 결과 자신이 상상했던 것과는 다른 것 으로 완성하는 경우가 많은 것 같습니다. 아이들의 상상은 다방면에 걸치므로, 미리 그림을 그려 구상을 해 두는 것도 좋겠지요. 접착제는 4분 정도 지나면 고정할 수 있지만 마르기까지 1~2시간을 요하기 때문에, 끈기 있게 계속 해 주십시오. 다 된 작품에 이름을 붙여, 어떤 생물인지를 함께 발표하는 것도 좋겠지요. 70

71 우리 주변의 철로 우주생물을 만들자! - 금속으로 만든 우주생물 - 우주 21 생각하자, 체험하자 예전 아이들은 SF소설이나 만화 등을 읽고 상상력을 글로 써내면서 우주의 생물을 공상하였다. 현대 의 영화나 텔레비전 화면 등에서 튀어나오는 영상은 컴퓨터 그래픽의 발달에 따라, 구체적인 이미지로 눈에 들어와, 아이들을 옛날과는 다른 형태로 공상의 세계로 유혹한다. 아이들의 독창성이나 상상력을 높이기 위해서 작업을 지켜보면서 질문을 던져보자. <질문 예시> 지구의 생물은 어떤 모양을 하고 있지? 지구 생물의 몸을 구성하고 있는 물질의 비율은 어떻게 되지? 우주에는 어떤 원소가 많을까? 어떤 생물이라면 지구와 환경이 다른 우주에서 살아갈 수 있을까? 안전대책 1 세세한 부품이 많을 때, 주변 아이들끼리 서로 차지하려고 다투지 않도록 충분한 작업공간을 확보 한다. 2 접착제는 시릴화 우레탄수지를 이용하기 때문에 다음과 같은 점에 주의하자. 사용 중 및 사용 후에는 자주 실내 환기를 한다. 눈이나 목에 자극을 느끼거나 기분이 나빠지거나 하면 신선한 공기가 있는 장소로 이동하여, 필요할 경우 의사의 진찰을 받는다. 알레르기가 있는 사람에게는 충분한 주의를 기울인다. 체질에 따라 살갗에 염증이 일어나는 경우가 있기 때문에 접착제가 굳기 전에 피부에 붙으면 바로 도료희석액으로 닦아내고, 비누와 물로 잘 씻어낸다. 화기가 있는 곳에서는 사용하지 않는다. 접착 이외에는 사용하지 말고, 장난치지 않도록 주의시킨다. 키워드 우주생물, 금속, 생물, 컴퓨터그래픽 71

72 22 신기하게 움직이는 우주생물을 만들자! {움직이는 우주생물} 우주 목표 이 교재는 지구 또는 다른 혹성에서는 어떤 환경에서 어떻게 생물이 살고 있는(살 수 있는)지 그 가능성 을 생각하는 학습의 계기로서의 이용을 가정하여 만들었습니다. 불규칙한 운동 중에 갑자기 전진하거 나 원운동을 하는 녀석이 출현합니다. 대상학년 초등학교 저학년 이상 소요시간 2~3시간 <1> 재료와 공구 준비 우주생물을 만들 재료 500ml 페트병 1병 (차나 스포츠 음료 등 사각형 타입) 마부치모터 FA-130형 1개 고무 조인트 모터 축과 기어 축 등을 접합할 두툼한 고무관으로, 모터 부속인 것이나 그 모터에 적합한 것. 사용하는 것은 3~4cm지만 예비도 생각해서 10cm 정 도 준비한다. 모터 부속품에서는 두 가닥은 받아들일 수 있다. 일반 지렁이 고무는 탄력성이 없고, 대형 모터용은 축에서 탈락하므로 둘 다 적합하지 않다. (모형 취미 교재점 등에서 입수 가능) 72

73 신기하게 움직이는 우주생물을 만들자! - 움직이는 우주생물 - 우주 22 <2> 움직이는 우주생물 만들기 건전지(AA사이즈) 1개와 전지 홀더(AA사이즈 건전지 1개가 들어가는 것) 리드선(2색, 한 가닥에 12cm씩) 발포스티롤 판(+양면테이프) 조금 긴 압정 2개 색 테이프 만들기에 쓸 재료 공구 등 [공구 등] 가위 송곳 커터 칼 자 유성 매직펜 납땜용구 한 벌 (주)납땜하지 않고, 리드 선을 확 실히 감는 것도 괜찮다. 다른 것 도 대용 가능한 것이 있기 때문 에, 제작설명이나 사진, 그림 등 을 참조하여 적당하게 응용하기 바란다. 1 그림1의 L1, L2 위치에 기준선을 긋습니다. (한 바퀴 빙 둘러 긋습니다.) 2 세로선 A를 긋습니다. 모서리의 다리 4개는 치수대로 그림1 긋고, 나머지 다리 6개(4면 모두)는 장식이기 때문에, 개수나 폭은 자유롭게 해도 상관없습니다. 항목1,2는 울퉁불퉁한 페트병에 선을 긋거나 자르 는 것이기 때문에 초등학교 저학년은 시간이 걸립니 다. 보호자나 리더가 도와주십시오. 구멍2 3 구멍1, 구멍2를 자기 앞과 맞은 편(대각선 위), 두 군 구멍1 데 뚫습니다. 구멍1은 압정용으로 작게, L2선보다 약 L2 5mm 정도 위에 뚫습니다. 구멍2는 리드선 관통용으 로 조금 크게 뚫습니다. 위치는 그림을 참고로 대강 해도 상관없습니다. 드릴을 사용하는 것이 제일 좋지 만, 송곳이어도 괜찮습니다. 4 커터 칼이나 가위로 L1을 따라 분리하고, 파란색 부 분은 버립니다. L1보다 윗부분에 있는 파란색 부분은 L1 5에서 버립니다. 5 세로선을 따라 가위로 자르고, 다리 4개 부분인 파란 13 색 부분은 잘라 버립니다. 표면에 따른 치수

74 신기하게 움직이는 우주생물을 만들자! - 움직이는 우주생물 - 우주 등분한 B, C를 그림2와 같이 바깥쪽으로 접어 구부립니다. 조금씩 돌아오므로 크게 구부립니다. 7 그림2와 같이 다리 4개의 끝 1cm를 잘라 버리고, (짧게 한다)모서리를 조금만 잘라 냅니다. 8 그림3과 같이 전지 홀더에 리드 선을 접속하고 발포스티롤 판을 밑바닥에 붙입니다. 9 8을 그림3처럼 페트병 아래에서부터 넣어, 구멍 1을 통과한 압정으로 발포스티롤 판을 고정합니 다. 이 때, 미리 AA사이즈 건전지를 넣고 리드 선 을 구멍2에서 밖으로 꺼내 둡니다. 10 구멍에서 나와 있는 리드 선의 끝 1cm 정도를 껍질을 벗깁니다. 11 4cm 정도 자른 고무조인트를 모터 축에 설치해 고무조인트가 아래로 가도록 페트병을 반대 방향으로 넣습니다. 12 모터에서 나와 있는 리드 선을 아래 방향으로 구부려 접어, 페트병의 입구 부분에 셀로판 테이프로 고정시킵니다. 13 페트병이 수직으로 서도록 4개의 다리 길이를 조정합니다. (긴 다리를 조금씩 잘라 조정합니다) 14 전지에서 리드선 두 가닥 중 한 가닥만을 모터에 접속하고, 남은 한 가닥은 접속하지 말고 스위치로 사용합니다. 모터에의 접속 극성은 어느 것이든 좋기 때문에, 리드선의 +, - 는 신경 쓰지 않아도 괜찮습니다. (단, 움직임의 조정이나 연구를 위해서는 교체해 볼 수도 있습니다.) 그림2 B C 그림3 리드선 모터 7에서 자른다. 리드선 고무조인트 압정 AA사이즈 건전지 홀더 발포스티커롤판 74

75 신기하게 움직이는 우주생물을 만들자! - 움직이는 우주생물 - 우주 22 <3> 실험(우주생물을 움직이게 하자) 1 만든 우주생물을 테이블과 같이 표면이 딱딱한 곳 위에 놓고 건전지 선을 모터 선에 접속하면 움직이며, 접합부의 유격에 따른 진동으로 전체가 직진하기도 하고 회전하기도 합니다. (혹은 그저 제자리걸음으로 우물쭈물 거리는 것뿐일지도 모릅니다.) 2 동작이 둔한 경우에는 모터를 끼웠을 때의 유격 을 크게 잡아 보십시오. 흔들흔들할 정도로 조정 합니다. 다리 4개의 접촉 면적이나 각도 차이에 따른 원인도 생각해볼 수 있습니다. 다리는 어느 정도는 짧아져도 동작에 지장을 초래하지는 않기 때문에, 이동 운동하듯이 조정해 보십시오. 고무를 길게 하는 것도 생각할 수 있습니다. 단, 다리를 잘라낸 부분은 페트병 모서리(세로 능선)를 걸치듯이 선이 그어져 있기 때문에, 다리 상반부는 앵글 형상을 유지하도록 하고, 너무 잘게 자르지 않도록 주의할 필요가 있습 니다. 윗부분까지 평평한 다리로 하면 허리가 약해져 넘어지거나 잘 나가지 못합니다. 3 자신이 만든 것만 잘 움직이지 않을 경우, 본인(특히 저학년)에게는 상처로 남을 수도 있습니다. 단순한 공작인만큼 조정에 시달리는 경우는 자주 있습니다. (조정할 수 있는 곳이 몇 군데 안 되기 때문에) 어떻게 해도 잘 되지 않을 경우에는 원인을 추궁하여 본인이 납득할 때까지 알기 쉽게 설명해 주십시오. 물론, 시간이 걸리더라도 완성으로 이끄는 것이 중요합니다. 생각하자, 체험하자 1 전체적으로 나타난 움직임(이동이나 제자리걸음)을 잘 관찰하고, 특징을 확인하자. 2 그 움직임(직진이나 회전, 제자리걸음 등)은 어디에서 오는 것인지 생각해보자. (모터축과 고무관 은 회전하고는 있지만 공전이다.) 3 그 움직임의 원동력이 어디에서 오고, 에너지원은 무엇일까를 생각해보자. 4 결과적으로 그렇게 움직이게 된 이유는 어디 있을지 생각해보자. 5 같은 장치인데도 어째서 다른 친구가 만든 것과 똑같이 움직이지 않는지 생각해보자. 6 어디를 어떻게 손질하면 생각한대로 움직이거나 잘 움직이게끔 될지, 그 이유는 무엇일지를 생각해보자. 7 이것을 어느 환경 아래에서의 생물 진화 과정에 비유하는 것이 가능할 것인가. 가능하다면, 어떻게 표현할 수 있을지 생각해보자. 위의 어느 질문도 간단히 결론이 나오지 않을 것 같습니다. 여기에서는 지도하는 분도 포함하여 모두가 이야기를 나누는 과정을 중요하게 생각하고자 하는 것입니다. (어디까지나 논리적인 사고와 인과관계를 잊지 말고). 그 속에서 과학기술로의 동기부여가 생길 가능성이 있습니다. 75

76 신기하게 움직이는 우주생물을 만들자! - 움직이는 우주생물 - 우주 22 안전대책 1 커터 칼이나 송곳 등 예리한 도구를 다룰 때 주의를 기울여야 한다. 페트병은 자르기 어렵고 또 칼이 미끄러지기 쉽기 때문에 주의할 것. 특히 저학년이나, 커터 칼을 다루는데 익숙하지 않은 아이들에 관해서는 지도 연구를 할 필요가 있다. 2 커터 칼은 이번 테마 뿐 아니라 다른 많은 공작 실습 때도 쓸 것으로 예상되기 때문에 시간(회수)을 들여 단계적으로 체득하도록 하자. 3 위험하다고 해서 항상 그 부분을 지도자가 처리 해주면 (미리 잘라 두는 등) 진보가 없다. 이와 반 대로, 설명만 하고 갑자기 고난이도의 작업을 시키는 것은 너무 무방비하고 위험하다. 이런 지도는 절대하면 안 된다. 4 커터 칼을 쓸 때의 기본적인 주의사항으로는 처음엔 단순 작업을 통해 몸으로 익히게 하다가, 서서히 고도의 작업에 익숙해지게 할 필요가 있다. 대체적인 유의점으로는 (1) 커터 칼 자체의 특징, 기능을 이해한다. (2) 자르는 소재의 성질, 형상 등에서 생기는 일반적인 주의사항을 안다. (3) 다루는 소재 특유의 유의점을 안다. 이 세 가지를 들 수 있을 것으로 예상되지만, 구체적인 예는 사항(보충자료)을 참조 바란다. 키워드 움직이는 우주생물, 페트병, 진동에 반응하는 움직임, 불가사의한 생물 76

77 신기하게 움직이는 우주생물을 만들자! - 움직이는 우주생물 - 우주 22 보충자료 커터 칼을 사용하는 공작에 대해 커터 칼 자체의 특징 기능을 이해한다 1 날이 매우 날카로워 잘 든다. 얇은 것을 적은 힘으로 자르는데 적합하기 때문에 조금이라도 힘을 많이 주면 날 끝이 소재나 밑판에 밀 려서 부드럽게 움직이지 않는다. 무리하면 칼날이 몸 바로 앞까지 와, 누르던 손에 깊은 상처를 낼 수도 있 다. 누르는 손은 절대 칼이 나아가는 방향에 두지 않는다. 2 날 끝을 부러트리는 게 가능하여, 언제든지 날카롭게 사용할 수 있다. 3 힘 조절을 잘못하여 날이 휘어버리면 예상치 못하게 부러져 파편이 튈 수가 있다. 이런 위험을 피하기 위해서는 다음과 같은 주의가 필요하다. (1) 두꺼운 물건은 별로 힘을 주지 않은 상태에서 여러 번 자른다. (2) 자르는 선이 짧을 때는 연필을 쥐듯이 손목을 고정시키고 잡은 뒤, 작게 여러 번 자른다. (3) 자르는 선이 길 때는 손목이나 팔꿈치가 뜨기 때문에 뒤쪽(날이 지나갈 방향)에 사람을 두지 않는다. 4 둥글게 자름으로써 원이나 자유 곡선을 잘라낼 수 있다. 자르는 소재의 성질 형상과의 관계에서 오는 일반적인 주의사항을 안다 5 얇은 물건(종이 등)을 자를 때는 날을 조금만 빼고, 연필을 잡듯이 잡고 힘을 주지 않은 상태에서 날을 뉘 이듯 자른다. 자르는 방향을 바꿀 때(곡선 등)는 커터 칼날은 고정시켜 두고, 종이를 회전시키면 항상 편 한 방향으로 자를 수 있다. 6 두꺼운 물건(하드보드지 등)을 자를 때는 다소 힘이 들어가더라도, 칼날이 부드럽게 움직일 정도로만. 한 번에 잘리지 않을 때는 두세 번 반복하여 자른다. (다음 페이지에 계속) 7 입체적인 물건(우유팩 등)을 자를 때는 시트를 자르듯 날을 끌어서는 안 된다. 날을 길게 빼고 끝을 밀어 넣듯이 해서 자른다. 커터 칼을 자기 쪽으로 기울인 채 밀어 넣으면 자연스레 자기 쪽으로 잘린다. 처음 에 칼끝을 넣을 때는 연필을 쥐듯이 잡고 주의 깊게, 힘은 주지 말고 몇 번 정도 긁는 것처럼 하여 잘라낸 다. 마지막 즈음에 형태가 약해져 자르기 어려울 때는 가위로 마무리한다. 8 플라스틱을 자를 때 플라스틱판이나 페트병 등은 커터 칼끝을 깊이 물어버리기 때문에 좀처럼 날이 나아가지 않고, 작업이 위험을 동반한다. 가위 등을 적절히 병용해서 자르며, 입체적인 물건은 우유팩을 자를 때와 같이 작업을 진행하자. 단 처음 칼을 댈 때는 주의가 필요하다. 발포스티롤 판 등은 가로 세로결이 있기 때문에 칼날 의 움직임이 다르다. 자르기 어려운 방향은 한 번에 자르지 않는다. 소재 특유의 유의점을 안다. 9 얇은 종이 두꺼운 종이 플라스틱 발포스티롤 판 육면체 페트병 등은 위에 상기 서술과 같이 주의. 10 익숙해지면 큰 커터 칼을 사용해 꽤 두꺼운 것도 자를 수 있다. 베니어판 등도 금속제 자를 대고 몇 번 정도 자르는 선을 덧그리고, 끈기 있게 자르면 톱보다도 절단면이 깨끗하다. 양면으로 자르는 선을 넣고 나서 접으면 빨리 끝나지만, 절단면을 줄 등으로 갈 필요가 있다. 11 발사목재 등은 가로결을 자르기가 어렵다. 발사목재 등은 세로결은 종이와 같이 간단하지만 가로결은 섬유가 방해하기 때문에 날을 뉘여 몇 번 나 눠 잘라낸다. 같은 두께의 판이라도 단단하기가 다르기 때문에 주의할 것. 77

78 우주 23 외계인에게 보낸 메시지 사진해설 1972년과 1973년에 발사된 혹성탐사기 파이오니아10호와 11호에는 미지의 지구 외 지적생명체( 외계인)에게 보내는 메시지를 써넣은 금속판이 설치되었다. 또 1977년에 발사된 혹성탐사기 보이저 1호와 2호에는 레코드판이 탑재되어있다. 파이오니아 탐사기는 태양계를 탈출한 최초의 인공물체, 보 이저 탐사기는 3, 4번째 인공물체가 된다. 사진1은 파이오니아 탐사기에 설치된 금속판(사진2)에 그려진 그림이다. 길이나 시간의 단위를 나타 낸 그림, 파이오니아 탐사기의 크기와 비교한 인간 남녀의 모습, 태양계의 위치와 지구의 위치 등을 알 수 있는 그림이 그려져 있다. 사진3은 보이저 탐사기에 탑재된 레코드 재킷, 사진4는 레코드판이다. 레코드에는 현대 인간들의 생 활을 다룬 사진, 바람이나 파도소리, 동물 울음소리, 다양한 문화음악과 언어 등이 수록되어 있다. 사진 5는 파이오니아 10호, 사진6은 보이저 2호이다. 활용장면 중학교 국어 1년 간의 학습을 위한 첫 수업 도입부 등 언어사항에서의 어휘나 언어 규칙의 지도 시 학습개요 언어는 사람 간의 의사소통에 있어 매우 편리한 도구 이다. 혹, 말을 하지 않고 의사소통을 하려 한다 면 여러 가지 곤란한 점이 따를 것이다. 그러나 서로 언어가 통하는 집단 안에서는 말의 편리함, 소중 함을 의식하는 경우는 드물다. 본 교재에서 사용하는 파이오니아호의 금속판이나 보이저호의 레코드 판은 언어가 통하지 않는 외계인을 향한 지구인의 메시지이다. 학생들에게는 이 메시지를 해독해 보 는 것을 통해, 말의 편리함이나 소중함을 느끼도록 하고 싶다. 또, 아직 보지 못한 외계인에게 이러한 메시지를 보냈었다는 것을 알고, 타인과 커뮤니케이션을 하려는 인간의 강한의지도 깨달았으면 한다. 활용 예 1. 1부터 4의 사진에 대해 간단한 설명을 한 후, 이것들이 어떤 메시지를 나타내는지 생각하여 자유롭게 발표하게 한다. 2. 사진의 의미를 설명하고, 실제 메시지의 의미를 해설한다. 3. 무언가를 전한 (의사소통) 후에 언어 가 다하고 있는 역할을 생각한다. 4. 외계인에게 메시지를 보내려고 한 것에 대해 자유롭게 감상을 교류한다. 78

79 외계인에게 보낸 메시지 - 우주 23 사진1 사진2 79

80 외계인에게 보낸 메시지 - 우주 23 사진3 사진4 80

81 외계인에게 보낸 메시지 - 우주 23 사진5 사진6 81