중1 과학 힘 측정도구 활용 예상문제

🎯 정답: 1번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 용수철저울이 측정하는 값은 '무게', 즉 물체에 작용하는 중력의 크기입니다.
2️⃣ 중력의 크기는 장소(지구, 달 등)에 따라 달라지기 때문에, 같은 물체라도 지구에서 잰 무게와 달에서 잰 무게가 다르게 나옵니다.
3️⃣ 반면 질량은 물체가 가진 고유한 양이라서 장소가 바뀌어도 변하지 않아요.

❌ 오답 노트
② 질량은 장소에 따라 변하지 않고, 용수철저울이 측정하는 것도 질량이 아니라 무게예요. ③ 용수철의 탄성 성질이 변하는 게 아니라 물체에 작용하는 중력이 달라지는 거예요. ④⑤ 부피나 온도와는 관련이 없어요.

💡 핵심 개념 정리
용수철저울 측정값 = 무게(중력의 크기) → 장소에 따라 달라짐 / 질량은 양팔저울로 측정 → 장소와 무관하게 일정!

🌟 실생활 속 과학
우주비행사가 달에 가면 몸무게(용수철저울로 잰 값)는 가벼워 보이지만, 몸을 이루는 물질의 양(질량)은 변하지 않아요.

🎯 정답: 1번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 용수철저울은 물체를 고리에 매달았을 때 작용하는 힘(무게)의 크기를 측정하는 도구예요.
2️⃣ 낚시로 잡은 물고기를 손저울에 매달면 물고기의 무게(중력의 크기)를 바로 읽을 수 있어요.
3️⃣ 나머지 보기는 온도, 부피, 크기, 액체의 성질을 측정·확인하는 것으로 힘(무게)과는 관련이 없습니다.

❌ 오답 노트
② 체온계는 온도 측정 도구, ③ 눈금실린더는 부피 측정 도구, ④ 현미경은 크기·모양 관찰 도구, ⑤ 리트머스 종이는 산성·염기성 확인 도구예요. 모두 용수철저울과는 다른 목적의 도구입니다.

💡 핵심 개념 정리
용수철저울은 '힘(무게)'을 측정하는 도구! 무엇을 매달아 늘어나는 정도로 힘을 재는 상황을 찾으면 돼요.

🌟 실생활 속 과학
낚시 손저울, 마트의 과일·채소 저울, 헬스장의 아령 무게 표시 등 다양한 곳에서 용수철저울의 원리가 쓰여요.

🎯 정답: 1번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 힘이 2배, 3배로 커지면 용수철이 늘어난 길이도 2배, 3배로 커진다는 것은 힘과 늘어난 길이가 '비례'한다는 뜻이에요.
2️⃣ 이렇게 힘과 늘어난 길이가 비례하는 용수철의 성질을 이용하면, 늘어난 길이만 측정해도 힘의 크기를 알아낼 수 있습니다.
3️⃣ 그래서 용수철저울의 눈금은 늘어난 길이에 맞춰 힘(N)의 크기로 표시되어 있는 것이에요.

❌ 오답 노트
② 반비례라면 힘이 커질 때 늘어난 길이가 줄어들어야 하는데, 문제에서는 함께 커졌으므로 틀렸어요. ③④ 색깔이나 온도는 이 원리와 관련 없어요. ⑤ 힘과 늘어난 길이는 분명한 비례 관계가 있으므로 틀렸어요.

💡 핵심 개념 정리
용수철저울의 원리: 힘의 크기 ∝ 용수철이 늘어난 길이 (비례관계). 이것이 바로 훅의 법칙이에요!

🌟 실생활 속 과학
번지점프 줄이나 트램펄린의 스프링도 이 비례 원리를 이용해 안전하게 설계돼요.

🎯 정답: 1번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 먼저 아무것도 걸지 않은 상태에서 눈금을 0에 맞추는 영점 조정(㉡)을 해야 정확한 측정이 가능해요.
2️⃣ 그 다음 측정할 물체를 고리에 걸 준비를 하고(㉣), 실제로 물체를 걸어 눈금이 흔들리지 않고 안정될 때까지 기다립니다(㉠).
3️⃣ 마지막으로 눈높이를 눈금과 수평으로 맞추어 정확하게 눈금을 읽습니다(㉢).

❌ 오답 노트
영점 조정을 하지 않고 물체부터 걸면(②, ④) 오차가 생기고, 눈금을 먼저 읽으려 하면(⑤) 순서가 완전히 뒤바뀌어 올바른 측정을 할 수 없어요.

💡 핵심 개념 정리
용수철저울 측정 순서: 영점 조정 → 물체 매달기 준비 → 매달고 안정 대기 → 눈높이 맞춰 읽기!

🌟 실생활 속 과학
정육점이나 과일가게에서 저울을 사용하기 전에 항상 영점을 확인하는 것도 같은 이유예요.

🎯 정답: 1번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 용수철저울은 무게(중력의 크기)를 측정하므로, 달의 중력이 지구의 1/6이면 측정값도 1/6이 됩니다. 60N × 1/6 = 10N.
2️⃣ 양팔저울은 표준 분동과 물체를 비교하여 질량을 측정하는데, 분동의 무게도 달에서 똑같이 1/6로 줄어들기 때문에 저울이 평형을 이루는 질량 값 자체는 변하지 않습니다.
3️⃣ 따라서 달에서도 양팔저울의 값은 지구에서와 같은 6kg으로 측정됩니다.

❌ 오답 노트
②④는 용수철저울 값이 그대로이거나 양팔저울 값이 잘못 줄어든 경우이고, ③은 양팔저울 값을 잘못 줄인 경우, ⑤는 오히려 무게가 커졌다고 계산한 잘못된 값이에요.

💡 핵심 개념 정리
용수철저울(무게 측정) → 장소(중력)에 따라 변함 / 양팔저울(질량 측정) → 장소와 관계없이 항상 일정!

🌟 실생활 속 과학
달 탐사를 하는 우주비행사의 몸무게(용수철저울 개념)는 가벼워지지만, 몸을 이루는 물질의 양(질량, 양팔저울 개념)은 변하지 않아요.

🎯 정답: 3번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 표를 보면 무게가 1N씩 늘어날 때마다 늘어난 길이는 2cm씩 늘어나는 규칙적인 비례 관계가 보여요.
2️⃣ 즉, 늘어난 길이(cm) = 무게(N) × 2 라는 규칙을 찾을 수 있습니다.
3️⃣ 이 규칙에 5N을 대입하면 5 × 2 = 10cm가 됩니다.

❌ 오답 노트
① 8cm는 4N일 때의 값, ② 9cm, ④ 11cm, ⑤ 12cm는 규칙(무게×2)에 맞지 않는 값이에요.

💡 핵심 개념 정리
표에서 비례 관계의 규칙을 찾으면 측정하지 않은 값도 예측(추론)할 수 있어요. 이것이 과학적 탐구에서 자료를 해석하는 중요한 방법입니다.

🌟 실생활 속 과학
택배 저울이나 정밀 저울도 이런 비례 관계를 미리 계산해 눈금판에 새겨 넣어 사용해요.

🎯 정답: 1번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 같은 눈금이라도 보는 각도(위치)에 따라 다르게 보이는 오차를 '시차'라고 해요.
2️⃣ 눈높이보다 낮은 곳에서 눈금을 올려다보면 실제 값과 다르게 읽히기 쉬워요.
3️⃣ 정확한 값을 읽으려면 눈높이를 측정하려는 눈금과 정확히 수평으로 맞추어 정면에서 읽어야 합니다. 서연이처럼 읽는 것이 올바른 방법이에요.

❌ 오답 노트
② 저울이 고장 난 것이 아니라 읽는 방법의 차이 때문에 생긴 오차예요. ③ 온도와는 관계없는 상황이에요. ④ 같은 순간에 측정했으므로 물체의 무게가 실제로 변했다고 볼 수 없어요. ⑤ 실제로는 보는 각도에 따라 눈금이 다르게 읽힐 수 있으므로 틀린 설명이에요.

💡 핵심 개념 정리
눈금을 읽을 때는 반드시 눈높이를 눈금과 수평으로 맞추어야 시차에 의한 오차를 줄일 수 있어요. 이는 온도계, 눈금실린더 등 다른 측정 도구를 읽을 때도 똑같이 적용되는 중요한 원칙이에요.

🌟 실생활 속 과학
자동차 계기판이나 체중계의 눈금을 읽을 때도 비스듬히 보면 오차가 생기기 때문에 정면에서 정확히 봐야 해요.

🎯 정답: 1번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 나무토막이 일정한 빠르기(등속)로 움직인다는 것은 나무토막에 작용하는 힘이 서로 평형을 이루고 있다는 뜻이에요.
2️⃣ 이때 용수철저울이 당기는 힘과 바닥이 나무토막을 붙잡는 마찰력은 크기가 같고 방향은 반대로 평형을 이루고 있습니다.
3️⃣ 따라서 용수철저울의 눈금은 나무토막에 작용하는 마찰력의 크기와 같은 값을 나타냅니다.

❌ 오답 노트
② 무게는 중력에 의한 값으로, 수평으로 당기는 힘과는 다른 힘이에요. ③ 질량은 힘의 단위(N)로 측정되지 않아요. ④ 등속으로 움직이려면 반드시 당기는 힘이 필요하므로 0이 될 수 없어요. ⑤ 부피와는 직접적인 관련이 없어요.

💡 핵심 개념 정리
물체가 등속으로 움직일 때는 알짜힘이 0! 이때 용수철저울로 측정한 힘은 물체에 작용하는 마찰력의 크기와 같아요. 이 원리로 마찰력을 실험적으로 측정할 수 있어요.

🌟 실생활 속 과학
과학 실험에서 바닥 재질(나무, 사포, 유리 등)에 따라 마찰력이 얼마나 다른지 용수철저울로 직접 측정해 비교할 수 있어요.