중2 과학 파동의 종류와 구성 요소 예상문제

🎯 정답: 2번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 매질이 1초 동안 몇 번 진동하는지를 나타내는 물리량을 '진동수'라고 해요.
2️⃣ 진동수의 단위는 헤르츠(기호 Hz)를 사용하고, 1Hz는 1초에 1번 진동한다는 뜻이에요.
3️⃣ 예를 들어 진동수가 5Hz라면, 1초 동안 매질이 5번 진동한다는 의미예요.

❌ 오답 노트
① 주기는 '1회 진동하는 데 걸리는 시간'으로, 단위는 초(s)가 맞지만 문제에서 묻는 '1초 동안의 진동 횟수'는 진동수예요.
③ 파장의 단위는 m가 맞지만, 파장은 진동 횟수가 아니라 거리를 나타내는 값이에요.
④ 진폭의 단위도 m가 맞지만, 진폭은 변위의 최댓값을 나타내는 값이에요.
⑤ 속력의 단위는 m/s가 맞지만, 이는 파동이 단위 시간당 이동하는 거리를 나타내는 값이에요.

💡 핵심 개념 정리
진동수(f): 1초 동안의 진동 횟수, 단위 Hz(헤르츠)

🌟 실생활 속 과학
피아노 건반 중 높은 음일수록 줄의 진동수가 크고, 낮은 음일수록 진동수가 작아요. 진동수가 클수록 높은 소리가 난답니다! 🎹

🎯 [출제의도] 파동을 나타낸 그래프에서 진폭과 파장의 정확한 정의를 구분할 수 있는지 확인해요.

💡 [정답 해설] '파장'은 마루에서 다음 마루까지(또는 골에서 다음 골까지)의 거리예요! 🌊 그림처럼 파동이 반복되는 한 주기의 길이를 말하는 거예요.

❌ [오답풀이]
① 진폭은 마루~골 거리가 아니라, 진동의 중심에서 마루(또는 골)까지의 거리예요. 마루~골 거리는 진폭의 2배랍니다!
② 그건 진폭이 아니라 '주기'에 대한 설명이에요.
④ 파장과 진동수는 파동의 속력이 일정할 때 서로 반비례해요. 파장이 길수록 오히려 진동수는 작아져요.
⑤ 진폭(파동의 세기)과 파장(파동의 길이)은 서로 독립적인 값이에요. 📏

정답: 3

🎯 정답: 2번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 종파는 매질이 진행 방향과 나란하게 앞뒤로 진동하기 때문에, 입자들이 촘촘하게 모이는 부분과 듬성듬성 흩어지는 부분이 생겨요.
2️⃣ 입자가 촘촘하게(빽빽하게) 모여 밀도가 높은 부분을 '밀'이라고 해요.
3️⃣ 반대로 입자가 듬성듬성(성기게) 흩어져 밀도가 낮은 부분은 '소'라고 해요.

❌ 오답 노트
① 소는 밀과 반대로, 입자가 성기게 흩어진 부분이에요.
③④ 마루와 골은 횡파에서 사용하는 용어예요. 종파에서는 소와 밀이라는 용어를 사용해요.
⑤ 진동 중심은 변위가 0인 지점을 뜻하며, 밀도와는 직접 관련이 없어요.

💡 핵심 개념 정리
종파의 표현: 밀(입자가 촘촘한 부분) ↔ 소(입자가 성긴 부분)

🌟 실생활 속 과학
스피커의 진동판이 앞으로 밀려 나올 때 바로 앞의 공기 입자들이 촘촘하게 모이면서 '밀' 부분이 만들어지고, 이 밀도 변화가 소리로 전달돼요! 🔊

🎯 정답: 2번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 종파는 매질을 이루는 입자가 파동이 나아가는 방향과 '나란하게(평행하게)' 앞뒤로 진동하는 파동이에요.
2️⃣ 대표적인 종파로는 소리(음파)가 있어요. 소리는 공기 입자가 소리의 진행 방향과 같은 방향으로 촘촘해졌다 성겼다(소밀) 하면서 전달돼요.
3️⃣ 종파는 소(밀도가 낮은 부분)와 밀(밀도가 높은 부분)로 표현하는 것이 일반적이에요.

❌ 오답 노트
① 진동 방향과 진행 방향이 수직인 것은 종파가 아니라 '횡파'의 특징이에요.
③ 소리와 같은 종파는 반드시 매질이 있어야 전파돼요. 진공에서는 소리가 전달되지 않아요.
④ 빛(전자기파)은 종파가 아니라 횡파예요.
⑤ 마루와 골로 파장을 나타내는 것은 횡파의 표현 방식이에요. 종파는 소밀로 표현해요.

💡 핵심 개념 정리
종파: 진동 방향 ∥ 진행 방향, 예) 소리, 지진파의 P파

🌟 실생활 속 과학
스피커에서 나오는 소리는 공기를 앞뒤로 밀었다 당겼다 하면서 우리 귀까지 전달돼요. 이것이 바로 종파인 음파의 원리예요! 🔊

🎯 정답: 2번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 파동은 매질의 진동 방향과 파동이 나아가는(진행하는) 방향의 관계에 따라 크게 두 종류로 나뉘어요.
2️⃣ 진동 방향과 진행 방향이 서로 수직(⊥)을 이루면 '횡파'라고 해요. 물결파, 빛(전자기파) 등이 대표적인 횡파예요.
3️⃣ 반대로 진동 방향과 진행 방향이 나란한(평행, ∥) 파동은 '종파'라고 하며, 소리(음파)가 대표적이에요.

❌ 오답 노트
① 종파는 진동 방향과 진행 방향이 나란한 파동이에요. 문제 설명과 반대예요.
③ 정상파는 진폭이 위치마다 다르게 고정되어 보이는 특수한 파동으로, 이 문제의 분류 기준과는 달라요.
④⑤ 음파와 초음파는 모두 종파의 한 종류이지, '수직'이라는 조건과는 관련이 없어요.

💡 핵심 개념 정리
파동 분류: 횡파(진동⊥진행) vs 종파(진동∥진행)

🌟 실생활 속 과학
기타 줄을 튕기면 줄이 위아래로 진동하며 옆으로 퍼져나가는 모습이 바로 횡파의 좋은 예시예요! 🎸

🎯 정답: 3번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 주기(T)와 진동수(f)는 서로 역수 관계로, f = 1/T의 식이 성립해요.
2️⃣ 문제에서 주기 T = 0.2초로 주어졌어요.
3️⃣ 이를 대입하면 f = 1 ÷ 0.2 = 5Hz가 돼요.

❌ 오답 노트
① 0.2Hz는 주기 값을 그대로 진동수 단위로 착각한 오답이에요.
② 2Hz는 계산 과정에서 실수한 값이에요.
④ 10Hz, ⑤ 20Hz는 1/0.2을 잘못 계산했을 때 나올 수 있는 오답이에요. 1÷0.2 = 5가 정확한 계산이에요(0.2를 분수로 바꾸면 1/5이므로, 그 역수는 5랍니다).

💡 핵심 개념 정리
f = 1/T (주기가 짧을수록 진동수는 커진다)

🌟 실생활 속 과학
빠르게 날갯짓하는 벌은 날개의 진동 주기가 매우 짧아서(순간적이어서) 진동수가 매우 커요. 그래서 '윙윙'하는 높은 소리가 나는 거예요! 🐝

🎯 정답: 3번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 파동의 속력은 파동이 1초 동안 이동한 거리를 말해요.
2️⃣ 파동이 한 번 진동(1주기)하는 동안 파동은 정확히 파장(λ)만큼 이동해요.
3️⃣ 1초 동안에는 진동수(f)만큼 진동이 반복되므로, 1초 동안 이동한 거리는 파장 × 진동수, 즉 v = λ × f가 돼요.

❌ 오답 노트
① 파장과 진동수는 곱하거나 나누는 관계이지, 더하는 관계가 아니에요. 단위도 서로 달라서(m와 Hz) 더할 수 없어요.
② λ/f는 속력 공식이 아니에요. 순서가 바뀐 식이에요.
④ λ×T는 파장에 주기를 곱한 것으로, 속력 공식이 아니에요. (v=λ/T가 되어야 올바른 관계예요.)
⑤ f/λ는 속력의 단위(m/s)가 나오지 않는 잘못된 식이에요.

💡 핵심 개념 정리
파동의 속력 공식: v = λf = λ/T (파장×진동수 = 파장÷주기)

🌟 실생활 속 과학
번개가 치면 빛(횡파)이 먼저 보이고 천둥소리(종파)가 나중에 들리는 것도 빛과 소리의 속력 차이 때문이에요. 파동마다 속력이 다르답니다! ⚡

[개념] 종파의 밀(압축)에서는 매질 입자가 촘촘하여 밀도와 압력이 평균보다 크고, 소(희박)에서는 밀도와 압력이 평균보다 작다.

[풀이]
밀도-위치 그래프에서 밀도가 가장 큰 곳은 그래프의 마루에 해당한다. 따라서 밀인 지점 P는 마루이다.
반대로 소는 밀도-위치 그래프의 골에 해당한다.

[주의] 이것은 '밀도(또는 압력)-위치 그래프'의 대응이다. 매질 입자의 '변위-위치 그래프'에서는 밀과 마루를 단순히 같은 지점으로 대응시키면 안 된다.

정답: 1