배경

슈퍼카 단원에서 학생들은 VEX GO 키트로 만든 슈퍼카를 탐구하며 측정, 속도, 속도와 에너지 간의 관계를 조사합니다.

측정이란 무엇인가?

측정은 물체의 길이, 무게, 양 또는 크기와 같은 데이터의 집합입니다. 이러한 양적 정보는 다른 사물이나 사건을 비교하는 데 사용될 수 있습니다. 비교를 위한 측정값은 단위가 동일해야 합니다. 이러한 측정은 미터법과 같은 직접적인 표준화된 단위로 이루어질 수 있습니다. 또는 블록이나 스티커 메모를 사용하는 것과 같은 간접적인 비표준 단위를 사용할 수도 있는데, 이는 비교 측정이라고도 합니다. 비교 측정에는 추정이 포함됩니다.

속도란 무엇인가?

속도는 단위 시간 동안 이동한 거리를 측정한 값입니다. 속도의 표준 측정 단위로는 시속 킬로미터(km/h)와 시속 마일(mph)이 있습니다. 이는 시간에 따른 측정이므로 속도는 상수가 아닌 평균 속도로 간주해야 합니다. 평균 속도를 계산하려면 다음 공식을 사용하세요.

평균 속도 = 총 거리 / 경과 시간

이 단원에서는 슈퍼카의 평균 속도에 초점을 맞춥니다. 예를 들어, 자동차가 한 정지 신호에서 다른 정지 신호까지 이동하는 데 20초가 걸린다면(305미터(약 1000피트) 간격), 자동차의 속도는 초당 15미터(약 50피트)입니다. 하지만 차는 여행 내내 초당 15미터(약 50피트)의 속도로 움직이지 않을 것입니다. 자동차는 완전히 멈춘 상태에서 나와 속도를 높여야 하며, 다음 정지 신호에서 다시 속도를 줄여야 합니다. 속도는 물체의 방향을 측정하는 것이 아니라, 물체가 얼마나 빨리 움직이는지를 측정합니다.

에너지는 속도와 어떤 관련이 있나요?

속도는 에너지의 척도입니다. 물체가 더 빨리 움직일수록, 그 물체가 소유하는 에너지는 더 커집니다. 이 단원에서 학생들은 증거를 사용하여 속도와 에너지 사이의 관계를 설명하도록 요구받습니다. 이는 차세대 과학 표준(NGSS) 4-PS3-1을 기반으로 합니다.

슈퍼카는 오렌지색 손잡이를 돌리면 고무줄과 바퀴 사이의 에너지 전달을 통해 구동됩니다. 학생들이 손잡이와 고무줄을 더 많이 돌릴수록 슈퍼카는 더 많은 에너지를 가지게 되고, 슈퍼카는 더 빨리 달릴 것입니다. NGSS는 학생들에게 속도와 에너지가 서로 양의 상관관계를 가지고 있다는 개념을 설명하면서, 학생들이 에너지와 속도를 비교하는 정량적 측정으로 평가받아서는 안 된다는 경계를 제시합니다.

변수란 무엇인가?

수학에서 변수는 일반적으로 문자(x 또는 y)로 표시되며 알 수 없는 값이나 변경될 수 있는 값을 나타냅니다. 수학에는 독립변수와 종속변수라는 두 가지 변수가 있습니다. 독립변수는 입력값(x)이고, 종속변수(y)는 입력값에 따라 달라집니다.

과학에서 변수는 변하지 않는 물리적 속성을 나타냅니다. 독립 변인은 과학자나 학생이 의도적으로 변경하는 반면, 종속 변인은 실험 과정 전체에서 변경됩니다. 수학과 달리 과학 실험에는 통제 변수가 포함됩니다. 통제 변수는 실험 내내 일정하게 유지됩니다.