1.지구의 모양과 크기
1)지구의모양
(1)고대인들이 생각하는 지구의 모양: 고대인들은 대부분 편평한 땅이 있고, 그 둘레에는 커다란 바다가 있다고 생각하였다.
(2) 실제 지구의 모양
➀인공 위성에서 찍은 지구의 사진을 보면 둥글다.
➁지구는 완전한 구형이 아니라 적도 쪽이 약간 부푼 구형이다.
(3)지구가 둥글기 때문에 나타나는 현상
➀월식 때 달에 비친 지구의 그림자가 둥글다.
➁해가 뜨는 시각이 동쪽으로 갈수록 빨라진다.
➂고위도로 갈수록 북극성의 고도가 높아진다.
㉠지구를 평탄한 면으로 가정하고 생각해 보면 북극성의 고도는 어느 곳이나 같을 것이다.
㉡지구를 구형으로 가정하면 관측 자료와 잘 맞는다. 즉, 고위도로 갈수록 북극성의 고도가 높아지는 것은 지구가 구형이기 때문이다.
➃항구를 떠나가는 배는 점점 가라앉는 것처럼 보인다. 만일 땅이 편평하면 배가 점점 작아지지만 배 전체를 볼 수 있을 것 이다.
➄한 방향으로 계속 가면 출발한 곳으로 되돌아온다.
➅높이 올라갈수록 사람이 볼 수 있는 시야가 넓어진다.
➆북반구에서 남반구로 여행할 때 보이는 별자리가 다르다.
2)지구의 크기
(1)지구의 크기의 측정 방법
➀최초로 지구의 크기를 측정한 사람은 에라토스테네스이며, 오늘날의 방법도 그의 방법과크게 다르지 않다.
➁측정하게 된 동기: 하짓날 정오에 시에네에서는 햇빛이 우물 속을 수직으로 비추는데, 같은 시각에 북쪽으로 약 925km 떨어진 알렉산드리아에서는 지표면에 수직으로 세운 막대의 그림자 끝이 북쪽으로 약 7.2도 기울어진 곳에 생긴다는 사실을 확인하였다.
➂측정할 때의 가정
㉠지구는 완전한 구형이다.⟶원호의 길이와 중심각의 크기가 비례함을 이용하기 위해
㉡지구로 들어오는 햇빛은 평행하다.⟶막대의 그림자 각도를 중심각의 크기 대신 이용하기 위해
➃측정 원리
㉠원호의 길이는 중심각의 크기에 비례한다.
㉡같은 경도상에 있는 두 지점의 거리와 중심각의 크기가 비례함을 이용하여 지구의 반지름을 구할 수 있다.
➄에라토스테네스가 측정한 지구의 크기
㉠시에네와 알렉산드리아의 거리: 약 925km
㉡ 알렉산드리아의 막대 그림자 각도: 7.2도
㉢360:7.2=2파이R
㉣에라토스테네스가 측정한 지구의 반지름은 오늘날 지구 반지름의 측정값보다 약 15%정도 크다.
(2)지구 모형의 크기
➀에라토스테네스의 지구 크기 측정 원리와 같은 방법으로 측정한다.
➁실제 측정해야 할 값
㉠두 막대 사이의 거리
㉡막대와 그림자가 이루는각
➂관계식 세우기: 360:중심각=2파이R:l
➃따라서 지구의 반지름을 구하기 위해서는 중심각에 해당하는 두 직역 간의 위도 차이와 l에 해당하는 두 지역 간의 거리를 알아야 한다.
※문제풀이
1.다음 중 지구의 모양이 둥글기 때문에 나타나는 현상이 아닌 것은?(5)
➀높이 올라갈수록 멀리 보인다.
➁월식 때 달에 비친 지구의 그림자가 둥글다.
➂북쪽으로 갈수록 북극성의 고도가 높아진다.
➃배를 타고 한 방향을 계속 가면 새로운 별ㅈ리가 보인다.
➄달의 모양이 한 달을 주기로 차고 기울어지는 현상이 반복된다.
풀이: 5번은 전혀 상관없는 이야기 이다.
2.이 그림을 보고 시각적인 순서에 따라 차례대로 나열하시오. (다→가→나)
풀이: 멀리서 다가오는 형식이므로 점점 다 보이는 순으로 해야한다.
3.이 그림을 보고 알 수 있는 사실은?(3)
➀지구는 편평하다. ➁별은 공전한다. ➂지구는 구형이다. ➃지구는 공전한다.
➄지구는 자전한다.
풀이: 지구는 둥글기 때문에 바다에서 올수록 전체가 보인다.
4.다음 표는 세지역의 위도와 경도를 나타낸 것이다.
|
지역 |
위도 |
경도 |
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A |
북위35도 |
동경128도 |
|
B |
북위36도 |
동경110도 |
|
C |
북위37도 |
동경20도 |
해가 먼저 뜨는 지역을 차례대로 나열하시오. (A,B,C)
풀이: 동쪽으로 갈수록 해가 먼저뜨기 때문에 가장 동쪽에 있는게 가장 먼저 뜬다.
5.(가)~(다)의 지방을 극지방에 가까운 순으로 차례대로 나열하시오. (나→가→다)
풀이: 극지방에 가까울수록 북극성의 고도는 높기 때문이다.
6.이 그림처럼 지역에 따라 북극성의 고도가 다르게 나타나는 까닭은?(4)
➀지구가 자전하기 때문에
➁지구가 공전하기 때문에
➂북극성이 이동하기 때문에
➃지구의 모양이 둥글기 때문에
➄관측한 지점의 높이가 다르기 때문에
풀이: 지구의 모양이 둥글기 때문에 북쪽으로 갈수록 북극성의 고도가 높아지기 때문이다.
7.다음 그림은 북반구의 같은 경도상에 위치한 A,B 두 지역의 위도 차이와 A지역의 북극성의 고도를 나타낸 것이다.
B 지역의 위도는 얼마인지 구하시오 (60도)
풀이: 중심각이 30도 이므로 두 위도의 차이가 30이여야 하기 때문에 60도인 것이다.
| <보기> ㄱ.지구는 완전한 구형이다. ㄴ.두 막대는 동일한 위도상에 세운다. ㄷ.지구로 들어오는 태양 빛은 평행하다. ㄹ.지구는 적도 쪽이 볼록한 타원 모양이다. ㅁ.태양의 고도는 위치에 관계없이 일정하다. |
➀ㄱ,ㄴ ➁ㄱ,ㄷ ➂ㄴ,ㅁ ➃ㄷ,ㄹ ➄ㄹ,ㅁ
풀이: 이때는 지구가 완전한 구형이고 태양빛은 평행해야 식이 세워지기 때문이다.
9.다음 중에서 에라토스테네스가 직접 측정한 값을 <보기>에서 모두 고른 것은?(3)
| <보기> ㄱ.∠A ㄴ.∠B ㄷ.첨탑의 높이 ㄹ.첨탑 그림자의 길이 ㅁ.알렉산드리아에서 시에네까지 거리 |
➀ㄱ,ㄴ ➁ㄱ,ㄷ ➂ㄴ,ㅁ ➃ㄷ,ㄹ ➄ㄹ,ㅁ
풀이: 두 지점사이의 거리와 중심각을 구해야 하므로 ㄴ,ㅁ이 정답이다.
10.이 실험에서 ∠BB'C를 측정하였다. 어떤 값을 대신하여 측정한 것인지 기호를 쓰시오. (∠BOA)
풀이: 중심각을 측정해야 하나 측정할 수 없으므로 엇각인 각BB'C를 측정한 것이다.
11.이 실험을 할 때 유의해야 할 사항이 아닌 것음?(4)
➀햇빛이 비치는 맑은 날에 실시한다.
➁ 두 지역이 같은 경도상에 있어야 한다.
➂막대는 지구 모형의 표면에 수직으로 세운다.
➃두 지역에 세우는 막대의 길이는 같아야 한다.
➄막대 BB'의 그림자가 모형 밖으로 나가지 않도록 한다.
풀이: 막대의 길이는 달라도 상관 없기 때문이다.
12. 이 실험에서 측정한 ∠BB'C의 크기가 5도이고, A와B의 거리가 5cm라면 이 지구 모형의 반지름은 얼마인지 구하시오(단 파이=3으로 한다.) (60cm)
풀이: 식=360:5=2파이R:5이므로 R=60이다.