[창의력 키우기] 과학 창의력

'헬로∼공부야'는 영재교육 전문기관 와이즈만의 도움으로 과학 창의력과 수학 사고력을 키워줄 수 있는 다양한 예시문항을 게재합니다. 이번 주에는 배터리 잔량을 측정하는 법, 중부지방의 여름 기온이 남부지방보다 높은 이유, 제논의 패러독스, 달팽이가 지나가는 길 등의 주제를 다룹니다.

■ 초등

과학 창의력건전지 남은 용량 측정 방법

정연이는 알람시계가 울리지 않아 학교에 늦었습니다. 몇년 전에 산 시계라 건전지가 다 닳은 모양입니다. 건전지를 넣어 두었던 서랍을 열었더니 건전지 여러 개가 뒤섞여 있어 모양만으로는 새 것과 헌 것을 구별하기 어려웠습니다. 정연이는 급한 대로 아무 것이나 골라 시계에 넣었습니다. 그러자 시계가 가기 시작했습니다. 하지만 건전지가 헌 것이어서 며칠 만에 또 멈추면 어쩌나 걱정입니다.

<문제>

멀티 테스터처럼 전압을 숫자로 보여 주는 장치가 없을 때 건전지의 남은 용량을 알아낼 방법은 없을까요?

<해설>

이 문제를 풀기 위해서는 우선 건전지가 주로 어디에 사용이 되는지, 건전지의 종류에는 무엇이 있는지, 또한 건전지의 종류에 따라 어떻게 전기 에너지를 만들어 내는지 등에 대해서 자료를 수집한 후 생각을 해 보는 것이 좋습니다. 특히 학교에서 건전지를 이용해서 해 보았던 실험 등을 연상해 보는 것이 필요합니다.

건전지, 프로펠러, 알루미늄 호일 등 쉽게 볼 수 있는 재료를 이용하는 건 어떨까요? 예를 들어 '알루미늄 호일을 건전지의 양극에 댄 후, 열이 발생하는 정도를 본다' 식으로 건전지의 용량을 알아보는 것은 실제 가능한 방법이며, 저항의 개념을 이용한 방법이라는 점에서 참신한 답안이라 할 수 있습니다. 하지만 '손의 짜릿함으로 파악한다' '혀에 대 본다' 등의 방법은 자극에 민감한 어린이들에게는 좋지 않으므로 다른 방법이 좋습니다. 이밖에 꼬마전구의 빛의 밝기, 미니 자동차, 전자석 등을 활용한 다양한 방법을 생각해 볼 수 있습니다. 최근에는 신용카드와 비슷한 모양과 크기의 카드에 건전지를 끼워 배터리의 양을 체크할 수 있는 배터리 체크 제품이 나와 사람들의 관심을 받고 있습니다. 이러한 제품들의 등장으로 이제는 배터리 양을 손쉽게 체크할 수 있을 뿐만 아니라 건전지를 끝까지 다 사용할 수 있습니다. 또한 폐건전지로 발생하는 환경오염도 어느 정도 줄일 수 있습니다.



■ 중등

중부가 남부지방보다 더운 이유

4월 말인데도 불구하고 중부지방의 낮 최고기온이 25℃를 오르내리고 있습니다. 평년에 비해서 4∼8℃ 정도 높은 기온이라고 합니다. 초여름 날씨에 사람들의 옷차림도 간편해지고 심지어 에어컨을 가동시키는 사람들도 있다고 합니다. 게다가 남부지방보다 중부지방의 온도가 더 높은 현상도 나타나고 있습니다. 일반적으로 위도가 낮은 남부지방의 기온이 더 높은 것을 감안하면 조금은 특이한 현상입니다. 기상학자들은 이런 현상의 원인 중 하나가 동쪽에서 불어오는 바람에 있다고 합니다.

<문제>

동해에서 불어오는 바람이 중부지방의 온도를 높일 수 있는 이유는 무엇일까요?

<해설>

이는 '높새바람'이라는 현상으로 설명할 수 있습니다. 높새바람은 '푄 현상'의 한 가지 종류인데 푄은 독일어로 '알프스를 넘어 부는 건조한 열풍'이라는 뜻입니다. 이런 현상의 원인은 공기가 산맥을 넘으면서 그 온도가 변화하기 때문입니다.

우리나라의 동부에는 태백산맥이 있어서 봄에 태백산맥을 넘는 공기에 의해 영서지방이 건조해지는데 이를 '높새바람'이라고 합니다.

섭씨 15도의 공기가 태백산맥을 넘는다고 가정해 봅시다. 공기가 산맥을 타고 상승하게 되면 기압이 낮아지면서 팽창하게 되고 그 결과로 온도가 100m당 0.5℃씩 낮아집니다. 산 정상에 가까워지면서 수증기가 응결해서 구름이 만들어지고 비가 오게 되면 공기 속에는 수분이 줄어들게 됩니다.

건조한 공기는 100m 내려올 때마다 1℃씩 온도가 증가하게 됩니다. 따라서 1천m의 산맥을 넘는다고 하면 공기의 온도가 15℃에서 20℃로 증가하게 되는 것입니다. 그 결과로 중부지방의 온도가 남부지방보다도 높아진 현상이 발생할 수 있는 것입니다.
/ 입력시간: 2008. 04.29. 15:21