자연과학의 이해 3주차 수업 PDF

자연과학의 이해 3주차 수업 1 2. 아리스타르코스의 과학: 태양중심설(p. 42) 태양 크기 ≫ 지구 크기 - 최초의 태양중심설(지동설) 주장 1년에 1회 공전, 1일에 1회 자전 𝜃 - 태양-지구, 지구-달 사이의 거리 측정(그림 3.5): ① 반달일...

자연과학의 이해 3주차 수업 1 2. 아리스타르코스의 과학: 태양중심설(p. 42) 태양 크기 ≫ 지구 크기 - 최초의 태양중심설(지동설) 주장 1년에 1회 공전, 1일에 1회 자전 𝜃 - 태양-지구, 지구-달 사이의 거리 측정(그림 3.5): ① 반달일 때 지구-달-태양 사잇각은 직각 𝐸𝑀 cos 𝜃 = cos 87 ° = = 0.056 𝐸𝑆 𝐸𝑀 = 0.056 × 𝐸𝑆 ∴ 𝐸𝑆 = 18 × 𝐸𝑀 태양-지구의 거리 = 지구-달의 거리 × 18 ② 개기월식 때, 태양, 지구, 달의 크기 측정: 태양 크기 = 지구 크기 × 6 달 크기 = 지구 크기 × 1/3 2 3. 아르키메데스의 과학: 원주율(p. 44) 1) 아르키메데스의 부력 원리 (2) 부력의 원리 - 부력: 유체 속 물체에 중력의 반대방향으로 작용하는 힘 - 부력의 원리 아르키메데스의 원리 ‘물체가 받는 부력의 크기’ = ‘유체에 작용하는 중력의 크기’ 3 높이가 2r, 반지름이 r인 원기둥 모양의 그릇에 물을 가득 채운다 반지름이 r인 구를 넣었다 꺼낸다 남은 물의 높이는 원기둥의 1/3이다 ∴ 구의 부피 = 원기둥의 부피 x 2/3 4 (1) 지렛대의 원리 - 그림 3.7 - ‘지레 양끝에 작용한 힘의 크기’와 ‘받침점 평형상태 Wxa=Fxb 까지의 길이’를 각각 곱한 값은 동일 - 스크루 펌프 원리 발견(그림 3.8) 중심점 지렛 대 평형추 스크루펌프를 이용한 공중정원 5 2) 아르키메데스의 원주율 계산(p. 47) - 원: 원의 중심에서 일정한 거리에 있는 점들의 집합 - 원주율: 원의 둘레와 지름의 비율 περιμετροσ - 고대 원주율: ‘3.125’, 주로 ‘3’과 ‘4’ 사잇값(그림 3.11) - 아르키메데스의 원주율 계산 방식: 그림 3.12 원에 내접하면서 외접하는 정다각형 이용한 원주 계산 2 x 4 < 원의 둘레 < 2 x 4 내접하는 정사각형의 둘레 < 원의 둘레 < 외접하는 정사각형의 둘레 반지름이 1인 원에 외접하는 정사각형 ABCD 한 변(AB)의 길이? 내접하는 정사각형 EFGH 한 변(EF)의 길이? 6  r ‘아르키메데스의 수’ ∴ 아르키메데스의 원주율 값: 3.1408 < 원주율 < 3.1428 7 4. 에라토스테네스의 과학: 지구의 둘레 계산(p. 49) - 시에네 지방에서는 6월 21일… “지면에 수직으로 꽂은 막대기의 그림자가 생기지 않는다.” “우물 속을 들여다 보면 수면 위로 태양의 모습이 그대로 비춘다.” 알렉산드리아, 시에네 지방, 7.2° 6월 21, 한낮 6월 21, 한낮 7.2° : 800km = 360° : 𝑥 평 행 8 4장. 중세암흑기의 과학 주전원 이심원 1. 프톨레마이오스의 과학: 지구중심설(p. 53) - 저서 : 수리천문서로서 전통적 천동설 천문학 집대성 + 관측 자료 - 외행성의 역행을 설명하기 위해 ‘이심원‘, ‘주전원‘ 개념 도입(그림 4.3) 지구에서 관측한 화성의 공전 궤도 9 - 프톨레마이오스의 우주 모델 - 우주모델 비교: 아리스토텔레스 아리스타르코스 프톨레마이오스 천동설 지동설 천동설 10 5장. 중세의 과학 평년: 1년 365일인 해 윤년: 1년 366일인 해(2월 29일) 1. 코페르니쿠스의 과학: 태양중심설(p. 61) A B C 태양 1) 역법 지구 (1) 율리우스력(Julian calendar) 태양력 - 고대 로마 율리우스가 제정(BC 46)한 로마 달력 - 1년을 365일로, 4년마다 1회 윤년(2월 29일) 삽입 1 태양년: 태양이 춘분점에서 출발해서 윤일 다시 춘분점으로 오는 시간, 보통 ‘1년’ - 1년 평균 365.25일이며, 400년 동안 총 100회 윤년 (365+365+365+366)/4 - 천문학적 1년(365.2422일)에 비해 128년에 1일 더 길어짐 1280년 후에는 10일 더 길어짐 - AD 325년 춘분(3.21) 다음 첫 보름달이 뜬 후 첫 주일을 부활절로 지정 (2) 그레고리력(Gregorian calendar) 전세계적으로 통용되는 태양력 세계적으로 일반화는 20세기 - 교황 그레고리에 의해 개정된 달력(1582년) - 율리우스력에 따라서 춘분일이 3월 11일이 됨 - 실제 춘분일 3월 21일에 비해 약 10일 정도 뒤쳐진 상황 발생 태양년 1582년 10월 달력 - 400년마다 3회의 윤년을 없애는 방식, 즉 400년 동안 총 97회 윤년 100회 윤년 - 1년 길이가 365.2425일 천문학적 1년 = 365.2422일 - 천문학적 1년에 비해 약 26초가 더 길어서 3,300년에 1일 차이 발생 - 해결 방법: 교황청은 1582년 10월 4일 다음날을 10월 15일(금)로 강제 조정 열흘 삭제 2) 태양중심설 - 저서 ‘천체의 회전에 관하여‘(그림 5.2): 태양중심체계를 가설로 제시 - 레티쿠스, 오시안더에 의해 ‘천체의 회전에 관하여’ 출간 - ‘우주와 지구는 둥글다‘, ‘지구는 자전과 공전하는 별’ - 아리스토텔레스와 프톨레마이오스의 천동설 체계를 완전히 벗어나지는 못함 오늘날 태양중심설과의 차이 ① 태양을 태양계의 중심에서 약간 벗어난 곳에 위치 ② 공전궤도를 완전한 원으로 가정 ③ 주전원 개념 그대로 사용 ④ 지구 자전과 공전 증거 밝히지 못함 13