물체의 무게 - 초등학교 4학년 1학기 과학(4단원)

초등학교 4학년 1학기 과학(4단원) - 물체의 무게

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4학년인 둘째와의 공부는 첫째에 비해서 덜 하고 있는 상황입니다. 둘째는 미술과 영어 학원을 다니기도 하고, 전체적으로 공부량도 적게 잡고 하고 있어요. 수학은 방학을 활용해서 미리 진도를 나가고 있으나, 과학은 새학기 직전에 시작해서 선행도 그리 많이 하지 못한 상태입니다.

초등학교 4학년 과학은 지층과 화석(지구과학), 식물의 한살이(생물), 물체의 무게(물리), 혼합물의 분리(화학)으로 구성되어 있습니다.

교재는 비상교육의 오투를 활용하고 있어요.

오투 4-1 (초등 과학 4학년1학기/2022/사은품)

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무게를 측정하는 까닭

물체의 무게에 대해서 알아보아요.
이 단원을 공부하는데 있어 이미 배운 내용과 연계되는 부분은 없습니다. 2학년 때 배운 수학의 어림하기 부분을 약간 이용하는 정도의 수준이에요. 후속 학습은 중학교 1학년에서 3학년 과정에서 배우는 여러가지 힘과 연결됩니다.

물체의 무게를 어떻게 하면 정확하게 알 수 있을까요?
물체를 손으로 들어보고 물체의 무게를 정확하게 알 수 있을까요?
=> 손으로 들어 보는 것만으로는 물체의 무게를 정확하게 알 수 없습니다.
물체의 무게를 정확하게 측정하려면 어떻게 해야 할까요?
=> 저울을 이용하여 물체의 무게를 측정해야 합니다.

그럼 물체의 무게를 측정하는 까닭은 무엇일까요?

• 빵을 만들 때 재료의 무게를 측정 : 재료의 양을 일정하게 해야 빵을 잘 만들 수 있기 때문입니다.
• 가게에서 파는 물건의 무게를 측정 : 물건의 무게에 따라 가격을 결정하기 때문입니다.
• 택배를 보낼 때 택배 상자의 무게를 측정 : 택배 상자의 무게에 따라 택배 요금을 정하기 때문입니다.
• 운동 선수의 몸무게를 측정 : 운동 선수의 몸무게에 따라 체급을 정확하게 나누어야 하기 때문입니다.

수평 잡기의 원리

시소의 개념을 기본으로 하여, 수평 잡기에 대해서 배워봅니다.

수평이란, 어느 한쪽으로 기울어지지 않고 평평한 상태입니다.

무게가 같은 물체로 판의 수평을 잡으로면 어떻게 해야 할까요?
=> 각각의 물체를 받침점으로부터 같은 거리에 놓아야 합니다.
무게가 다른 물체로 판의 수평을 잡으려면 어떻게 해야 할까요?
=> 무거운 물체를 가벼운 물체보다 받침점에 더 가까이 놓아야 합니다.

수평 잡기의 원리를 이용하여 두 물체의 무게 비교하기
두 물체를 서로 다른 거리에 놓았을 때, 수평을 이루면 받침점에 가까이 있는 물체가 더 무겁습니다.
두 물체를 서로 같은 거리에 놓았을 때, 수평을 이루면 두 물체의 무게가 같고, 기울어지면 기울어진 쪽에 있는 물체가 더 무겁습니다.

양팔저울과 물체의 무게 비교

클립을 단위무게(비교를 위한 물건의 무게, 기준무게)로 하여 학용품의 무게를 서로 비교하는 실험을 진행합니다.
각각 다른 학용품을 양팔저울의 한쪽에 놓고, 저울이 수평이 될 때까지 반대편에 클립을 놓아, 놓인 클립의 개수를 서로 비교하여 학용품의 무게를 비교해 보는 실험입니다.

양팔저울의 각 부분의 이름을 확인합니다.

• 수평 조절 장치 : 저울대가 수평을 잡을 수 있게 조절하는 장치
• 저울대 : 양팔저울에서 양쪽에 저울접시를 거는 부분
• 저울접시 : 측정하고자 하는 물체를 올려놓는 부분
• 받침대 : 저울대 가운데가 받침점 역할을 할 수 있도록 걸어 놓은 세로 부분

양팔저울로 물체의 무게 비교하기

• 기준 물체를 이용한 물체의 무게 비교 : 저울접시에 무게를 측정할 물체와 기준 물체를 올려놓고 수평이 되었을 때 기준 물체의 개수가 많을수록 물체의 무게가 더 무겁습니다.
• 기준 물체를 이용하지 않은 물체의 무게 비교 : 저울접시에 물체를 각각 올려놓았을 때 저울대가 기울어진 쪽에 있는 물체의 무게가 더 무겁습니다.

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물체의 무게와 용수철

용수철에 추를 달면서, 관찰해봅니다.

추의 무게가 다를 때 용수철이 늘어난 길이는 어떻게 다른가요?
=> 용수철에 걸어 놓은 추의 무게가 무거울수록 용수철이 많이 늘어납니다.

용수철에 추를 걸 때 용수철의 길이가 늘어나는 까닭은 무엇일까요?
=> 지구가 추를 끌어당기기 때문입니다.

추의 무게에 따라 늘어난 용수철의 길이가 다른 까닭은 무엇일까요?
=> 추의 무게가 무거울수록 지구가 추를 끌어당기는 힘의 크기가 크기 때문입니다.

무게 : 지구가 물체를 끌어당기는 힘의 크기를 g중, kg중 등을 사용해 나타냅니다.

용수철의 성질 : 용수철을 잡아당기는 힘의 변화에 따라 용수철의 길이가 늘어나거나 줄어듭니다.

물체의 무게와 용수철의 늘어나는 길이

1. 물체의 무게가 무거울수록 지구가 끌어당기는 힘의 크기가 커진다.
2. 물체의 무게가 일정하게 늘어나면 용수철의 길이는 일정하게 늘어난다.

이 단원에서 유의할 점은,
물체를 지구가 끌어당기는 힘의 크기는 무게란 것입니다. 중력이 아니에요. 중력는 지구가 물체를 끌어당기는 힘이지 힘의 크기가 아닙니다.

용수철저울과 물체의 무게 측정

실제 용수철저울을 활용하여 무게를 측정해 봅니다.

용수철저울로 무게를 측정하는 방법

• 용수철저울의 영점 조절 나사를 돌려 표시 자를 눈금의 "0"에 맞춘 후 고리에 물체를 걸고, 표시 자가 움직이지 않을 때 눈금의 숫자를 단위가 같이 읽습니다.

용수철저울의 각 부분의 이름과 역할

• 영점조절나사 : 표시 자를 눈금 "0"에 오도록 조절하는 부분
• 용수철 : 물체의 무게에 따라 길이가 일정하게 늘어나는 부분
• 표시 자 : 물체의 무게를 가리키는 부분
• 눈금 : 표시 자가 가리키는 부분으로 물체의 무게를 나타내는 부분

앞서도 잠깐 이야기했지만, 물체의 무게는 나중에 배울 "여러가지 힘"과 연계되는 단원입니다.
이 단원에서 "무게", "중력" 등의 정의를 정확하게 파악하고, 저울을 이용하여 무게를 측정하는 방법을 잘 배우고 넘어가시길 바랍니다.



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