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[창의력 키우기] 과학창의력
영재교육 전문기관 와이즈만에서 과학 창의력과 수학 사고력을 키워줄 수 있는 다양한 예시문항을 준비했습니다. 이번 주에는 겨울을 소재로 한 노래 만들기, 산소 없이 폭발하는 원리 찾기, 수학적으로 생각하기, 카드 게임에서 이기는 법 등의 주제를 다룹니다.
[초 등] '겨울 배경' 노래 작사하기
"바람이 머물다 간 들판에 모락모락 피어나는 저녁연기/색동옷 갈아입은 가을 언덕에 빨갛게 노을이 타고 있어요./허수아비 팔 벌려 웃음 짓고 초가지붕 둥근 박 꿈꿀 때/고개 숙인 논밭의 열매 노랗게 익어만 가는/가을바람 머물다 간 들판에 모락모락 피어나는 저녁연기/색동옷 갈아입은 가을 언덕에 붉게 물들어 타는 저녁 놀."
'노을'이라는 동요의 가사입니다. 이 노래에서는 예쁜 노을과 가을 풍경을 잘 어우러지게 표현했는데요, 왜 노을은 가을에 가장 예쁘게 보일까요?
노을은 태양 빛이 공기 중에 산란되어 나타나는 현상인데요, 해가 지면 태양광이 지나가야 할 공기층이 두꺼워지고, 특히 가시광선 중 적색광이 많이 산란되어 하늘이 붉게 보인답니다. 그런데 가을에는 공기가 건조하고 기압이 높아서 다른 계절보다 더 예쁜 노을이 되는 것입니다.
<문제>
겨울을 배경으로 한 노래 가사를 만들어 보세요. 가사에는 겨울과 관계있는 자연 현상과 그 원리가 과학적 오류 없이 정확하게 나타나 있어야 합니다. 또, 다른 노래의 음을 따와도 좋지만 부르기 편하게 운율을 맞춰주세요.
<해설>
봄, 여름, 가을, 겨울, 사계절이 생기는 원인을 알고 있나요? 지구가 스스로 도는 것을 자전이라고 하는데요, 지구가 도는 중심인 축이 수직으로 서 있는 것이 아니라, 동쪽으로 23.5도 기울어져 있어서 햇빛을 받는 양이 조금씩 달라지기 때문에 계절이 생기는 거랍니다.
이번 문제에 등장하는 '겨울'은 우리나라가 태양과 반대 방향에서 햇빛을 받는 양이 가장 적을 때이지요. 우선 겨울이 왜 생기는지, 겨울엔 왜 춥고 건조한지 등의 원인을 자세하게 풀어 써서 노래를 만든다면 그 노래를 듣는 사람이 작사가가 얼마나 열심히 연구했는지 알 수 있겠지요? 동요의 가사로 바꾼다면 가사 중에 '옳아', '조심조심', '잘테야' 등의 단어를 사용해서 동요 같은 느낌을 줄 수 있습니다. 이밖에도 겨울의 특징으로 눈이 쌓이는 것, 나뭇잎이 떨어지는 것, 개구리가 겨울잠을 자는 것, 검은색 옷이 열 흡수가 잘 돼 겨울에 많이 입는다는 것 등으로도 가사를 만들 수 있습니다. 노래 중간에 '염화칼슘', '엽록소', '변온동물' 등이 가사로 들어가면 과학적인 재미를 더할 수 있겠습니다.
[중 등]'산소 없이도 폭발' 원리는?
지난 설날 연휴 마지막 날, 600년을 이어온 우리의 문화유산인 숭례문이 화재로 소실됐습니다. 목재로 만들어진 건물인 데다 기와로 인해 위쪽에 뿌린 물로는 불을 끄지 못했기 때문입니다. 물질에 불이 붙기 위해서는 세 가지 조건이 필요한데, 그것은 탈 물질과 산소, 발화점 이상의 온도입니다. 반대로 이 세 가지 중에서 한 가지만 제거하게 되면 불은 꺼지게 됩니다. 일반적인 화재의 경우 물을 뿌리는데 물은 불이 붙은 물질에 접촉하거나 기화되면서 열을 빼앗아 발화점보다 온도를 낮추는 용도로 쓰입니다. 소화기 중에는 이산화탄소나 할로겐 화합물을 뿜어 공기와의 접촉을 막아 산소를 제거하도록 하는 종류도 있습니다.
<문제>
그런데 이런 조건 중에서 산소 없이도 불이 붙는 물질이 있습니다. 바로 폭약입니다. TNT 같은 물질은 물 속에서도 폭발을 일으킬 수 있는데, 산소 없이 어떻게 폭발을 일으킬 수 있는 걸까요?
<답안>
TNT는 '트리니트로톨루엔(Tri Nitro Toluen)'이라는 물질의 약자입니다. 이 중에서 니트로(nitro)라는 물질은 질소와 산소로 구성된 -NO3 형태로, 열이나 충격에 의해 분해되면 산소가 발생합니다. 대부분의 폭약은 물질 내부에 이처럼 산소를 제공할 수 있는 형태의 분자를 구성원으로 포함하고 있습니다. 일반적인 물질이 타기 위해 공기 중의 산소를 사용하는 것에 비해 폭약을 만드는 물질들은 스스로 산소를 공급할 수 있기 때문에 물 속에서도 폭발을 일으킬 수 있는 원리입니다.
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 / 입력시간: 2008. 02.26. 09:49
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