용수철을 이용한 자기력 측정 장치 개발 (Development of the Magnetic Force Measurement System Using a Spring)

서지정보

· 발행기관 : 이화여자대학교 교과교육연구소
· 수록지 정보 : 교과교육학연구 / 12권 / 3호 / 637 ~ 648페이지
· 저자명 : 박종호, 오광택

초록

전자기적 현상에 있어서 자기력은 가장 기초적인 개념 중의 하나이다. 현행교육과정은 자기력을 설명하는데 있어 단일 물리량을 통해 현상에 대한 법칙을 설명함으로써 단편적이고 관찰자 위주의 자료를 제시되어지고 있다. 현행교육과정에서의 자기력 측정방법은 클립이 자석에 붙는 거리비교를 통해 측정하거나 자석에 붙는 클립의 개수 비교를 통해 알아보고 있다. 이는 자기력 세기측정과 관찰에 있어 현행 시행하고 있는 실험방법이 자기력의 세기에 대한 학생들의 이해에 있어서 고려되어야할 물리적 현상이 다중적이며 복잡하고 할 수 있다. 현실적인 관점에서 본다면 중력,마찰력 등과 같이 자기력에 영향을 미치는 물리량을 고려하지 못하여 자기력의 차이가 미세하면 그 차이를 알 수 없는 경우가 발생하고 있다. 따라서 보다 미세한 자기력의 세기를 측정할 수 있는 것과 자기력에 영향을 미치는 두 가지 이상의 물리적 법칙이 복합된 현상의 관찰을 통해 현상의 관계성을 설명하는 것이 더 좋을 수 있다. 따라서 자기력에 영향을 미치는 물리량의 관계를 통한 보다 정량적인 자료의 형태로 제시되어 자기력에 대한 학생들의 개념형성에 보다 효과적인 방법을 모색할 필요가 있다.
본 연구에서는 초등학교 교육과정에 있는 에너지 영역의 실험 중 자기력을 측정하는 방법에 대하여 서로 다른 물리량, 즉 자기력의 세기를 질량과 거리의 복합적인 관계를 통해 설명하는 방법에 대하여 알아보았다. 현행교육과정에서 제시하고 있는 자기력 측정 방법인 클립이 자석에 붙는 거리 비교, 클립이 붙는 개수를 통해 자기력을 비교하여 자기력의 세기를 비교하는 방법과는 달리 교육과정에 함께 제시되어 있는 용수철의 성질을 이용해 용수철의 길이 변화에 따른 자기력의 세기 측정방법으로 장치를 구성하여 자기력 세기를 측정하도록 실험기구를 제작하여 자기력의 세기가 용수철의 늘어난 길이에 구분가능 한을 알아보았다. 실험 결과에 따르면 자기력은 용수철의 탄성계수에 대응하여 그 힘을 나타내고 있었으며, 현행교육과정에 제시되어 있는 측정방법보다는 자석들 간의 자기력 세기의 차이를 더 세분화하여 보여 주고 있다. 이는 용수철을 이용한 자기력 측정 방법이 현행교육과정의 방법보다 더 세밀한 수치로 나타냄으로써 자석들 자기력의 세기를 효과적으로 구분할 수 있는 기준이 될 수 있음을 보여준다.

영어초록

In the science curriculum of Elementary School, the Magnetic force is very basic and important concept. In the science curriculum of elementary school, Magnetic force provided single physical parameter. The experimental method of the magnetic force in the text of elementary school use a magnet attracts clips. This method can be said as a error result of the experiment method by reciprocal action of magnet and other physical parameters. So, for the method of magnetic force measurement need provide physical parameters have an effect on the magnetic force. It can be provide as a quantitative and qualitative rather then the experimental method of the magnetic force in the text of elementary school. Therefore, we developed the Magnetic Force Measurement Device a new method to observe the magnetic force using
lengthen of spring depending on a magnet attracts clips. As a result of the experiment of new 'Magnetic Force measurement Device', it showed 'Magnetic force' that the correspondence of the 'Magnetic Force' with Spring's modulus of elasticity. And it showed sub·di·vi·sion of difference of the magnetics force. So, this new method can be said as a effectively of explain the Magnetic Force rather then the experimental method of the magnetic force in the text of elementary.

참고자료

· 없음