중1 과학 탄성력과 훅의 법칙 예상문제

🎯 정답: 1번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 용수철에 힘을 세게 줄수록 더 많이 늘어나요. 힘이 2배, 3배가 되면 늘어난 길이도 2배, 3배가 돼요.
2️⃣ 이렇게 '힘의 크기'와 '늘어난 길이'가 정비례하는 관계를 '훅의 법칙'이라고 해요.
3️⃣ 그래프로 그리면 원점을 지나는 직선 모양으로 나타나요.

❌ 오답 노트
② 반비례라면 힘이 커질수록 늘어난 길이가 줄어들어야 하는데, 실제로는 늘어난 길이도 함께 커져요.
③④ 관성의 법칙, 작용 반작용 법칙은 훅의 법칙과 다른 법칙이에요.
⑤ 힘과 늘어난 길이는 분명한 비례 관계가 있어요.

💡 핵심 개념 정리
훅의 법칙: 힘(F) = 용수철 상수(k) × 늘어난 길이(x), 즉 F ∝ x

🌟 실생활 속 과학
체중계나 낚시용 저울처럼 탄성력을 이용한 저울은 모두 훅의 법칙을 이용해 무게를 측정해요.

🎯 정답: 1번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 용수철저울에는 물체를 걸기 위한 고리나 받침이 달려 있어서, 아무것도 걸지 않아도 눈금이 정확히 0을 가리키지 않을 수 있어요.
2️⃣ 그래서 물체를 걸기 전에 눈금을 0에 맞추는 '영점조정'을 해 주어야 해요.
3️⃣ 영점조정을 하지 않으면 실제 무게보다 크거나 작게 측정되는 오차가 생길 수 있어요.

❌ 오답 노트
② 영점조정은 측정의 기준을 맞추는 것일 뿐, 물체의 질량을 바꾸지 않아요.
③ 훅의 법칙은 용수철 자체의 성질이라 영점조정과 관계없이 성립해요.
④ 영점조정으로 탄성한계가 늘어나지는 않아요.
⑤ 무게는 온도가 아니라 중력의 크기에 따라 달라져요.

💡 핵심 개념 정리
영점조정: 측정 전 눈금을 0으로 맞추어 오차 없이 정확하게 측정하기 위한 과정

🌟 실생활 속 과학
체중계에 올라가기 전 바늘이 0을 가리키는지 확인하는 것도 영점조정의 예예요.

🎯 정답: 5번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 탄성체는 힘을 주어 모양이 변해도 힘을 없애면 다시 원래 모양으로 돌아가는 물체예요.
2️⃣ 용수철, 고무줄, 활시위, 트램펄린 매트는 모두 잡아당기거나 눌렀다가 놓으면 원래 모양으로 돌아가요.
3️⃣ 하지만 찰흙은 힘을 주어 모양을 바꾸면 힘을 없애도 그 모양 그대로 남아 있어요. 이런 물체를 '소성체'라고 해요.

❌ 오답 노트
①②③④ 모두 힘을 없애면 원래 모양으로 되돌아가는 대표적인 탄성체예요.

💡 핵심 개념 정리
탄성체(원래 모양으로 복원) ↔ 소성체(변형된 모양 유지, 예: 찰흙, 반죽)

🌟 실생활 속 과학
찰흙으로 도자기를 빚을 수 있는 것도 찰흙이 탄성체가 아니라 소성체이기 때문이에요.

🎯 정답: 1번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 용수철이나 고무줄처럼 힘을 받아 모양이 변한 물체는 원래 모양으로 되돌아가려는 성질이 있어요.
2️⃣ 이렇게 변형된 물체가 원래 모양으로 되돌아가려고 하면서 나타나는 힘을 '탄성력'이라고 해요.
3️⃣ 탄성력은 물체를 변형시킨 힘의 방향과 반대 방향으로 작용해요.

❌ 오답 노트
② 지구 중심으로 끌리는 힘은 '중력'이에요.
③ 표면이 맞닿아 운동을 방해하는 힘은 '마찰력'이에요.
④ 자석 사이의 힘은 '자기력'이에요.
⑤ 전기를 띤 물체 사이의 힘은 '전기력'이에요.

💡 핵심 개념 정리
탄성력 = 변형된 물체가 원래 모양으로 돌아가려는 힘, 변형시킨 힘과 반대 방향으로 작용

🌟 실생활 속 과학
트램펄린 매트가 눌렸다가 다시 튀어 오르는 것도 탄성력 덕분이에요!

🎯 정답: 5번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 트램펄린 매트, 활시위, 자동차 서스펜션 스프링, 볼펜 속 스프링은 모두 눌리거나 당겨졌다가 원래 모양으로 되돌아가려는 탄성력을 이용해요.
2️⃣ 반면 자석 두 개가 서로 밀어내는 힘은 자석의 성질에 의한 '자기력'이에요.
3️⃣ 자기력은 물체의 변형과 관계없이 자석이라면 항상 나타나는 힘이라 탄성력과는 달라요.

❌ 오답 노트
①②③④ 모두 변형되었다가 원래 모양으로 돌아가려는 탄성력을 실생활에서 이용한 예예요.

💡 핵심 개념 정리
탄성력의 이용: 트램펄린, 활, 자동차 서스펜션, 스프링 필기구, 침대 매트리스 등

🌟 실생활 속 과학
등산화나 운동화의 쿠션도 탄성력을 이용해 충격을 흡수하는 대표적인 예랍니다.

🎯 정답: 1번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 용수철이나 고무줄도 무한정 늘어나는 것이 아니에요. 어느 정도까지만 원래 모양으로 되돌아갈 수 있어요.
2️⃣ 이렇게 탄성체가 원래 모양으로 되돌아갈 수 있는 한계를 '탄성한계'라고 해요.
3️⃣ 탄성한계를 넘어서까지 힘을 가하면 용수철이 영구히 늘어난 채로 변형되거나 끊어질 수 있어요.

❌ 오답 노트
② 탄성력은 변형된 물체가 원래 모양으로 돌아가려는 힘 자체예요.
③ 용수철 상수는 용수철이 얼마나 뻣뻣한지를 나타내는 값이에요.
④ 훅의 법칙은 힘과 늘어난 길이가 비례한다는 법칙이에요.
⑤ 작용점은 힘이 작용하는 지점을 말해요.

💡 핵심 개념 정리
탄성한계 이내: 훅의 법칙 성립(비례), 탄성한계 초과: 원래 모양으로 복원 불가능

🌟 실생활 속 과학
고무줄을 너무 세게 잡아당기면 늘어난 채로 되돌아오지 않는 것도 탄성한계를 넘었기 때문이에요.

🎯 정답: 3번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 표를 보면 추의 무게가 1N씩 늘어날 때마다 용수철의 길이도 3cm씩 일정하게 늘어나요.
2️⃣ 즉, 용수철은 1N당 3cm씩 늘어나는 비례 관계를 보여요.
3️⃣ 5N의 추를 매달면 늘어나는 길이 = 5 × 3cm = 15cm예요.

❌ 오답 노트
① 9cm는 3N일 때의 늘어난 길이예요.
② 12cm는 4N일 때의 늘어난 길이예요.
④⑤ 비례 관계를 잘못 계산했을 때 나올 수 있는 값이에요.

💡 핵심 개념 정리
표에서 두 값이 원점을 지나는 비례 관계이면, '한 단위당 늘어나는 길이'를 구해서 다른 값도 쉽게 예측할 수 있다.

🌟 실생활 속 과학
과일 가게에서 쓰는 용수철저울도 이런 비례 관계를 이용해 눈금을 표시해 둔 것이에요.

🎯 정답: 4번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 1N일 때 2cm, 2N일 때 4cm, 3N일 때 6cm는 모두 '무게 : 늘어난 길이 = 1 : 2'로 일정한 비율을 보여요.
2️⃣ 이 비율대로라면 4N일 때는 8cm가 늘어나야 하는데, 실제 측정값은 9cm로 나와 있어요.
3️⃣ 따라서 4N일 때 9cm라는 데이터가 훅의 법칙에서 벗어나므로 측정 오차가 의심돼요.

❌ 오답 노트
①②③ 세 데이터는 모두 일정한 비율(2cm/N)을 정확히 따르고 있어서 오차로 보기 어려워요.
⑤ 4N일 때의 데이터가 나머지와 다른 비율을 보이므로 오차가 없다고 볼 수 없어요.

💡 핵심 개념 정리
훅의 법칙을 만족하는 데이터는 힘 : 늘어난 길이의 비율이 항상 일정해야 하며, 이 비율에서 벗어난 값은 오차일 가능성이 크다.

🌟 실생활 속 과학
과학 실험에서는 여러 번 측정하여 규칙에서 벗어난 값(오차)을 찾아내고 이를 제외하거나 다시 측정하는 것이 중요해요.