전향력 문제('14 국어 B형 27번)의 어려움

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최근 올린 글을 읽고 공교롭게도 두 분이 전향력 문제에 대해 질문해 주셨습니다. 전향력 지문을 이해하고 그것을 보기로 주어진 푸코의 진자 실험에 대입하는 것이 27번 문제입니다. 시중의 해설을 보면 참 혼동스러운 면이 있음에도 불구하고 올바르게 이해하는 길은 깔끔하게 설명하고 있다는 느낌이 듭니다. 수험생이 지문을 읽는 동안 전혀 혼란을 느끼지 않는다면 해설대로 읽을 수 있었겠지요. 하지만 오답률이 높았던 만큼 지문과 문제를 읽는 수험생을 괴롭히는 몇 가지 생각들이 있었을 겁니다. 그 중 하나에 대해 이야기하려 합니다.

과학 지문은 몇 가지 종류가 있습니다. 정설로 받아들여지는 과학자들의 견해 또는 이론이 자리를 바꿔가는 과학사 지문은 가장 만만한 내용입니다. 이에 비해 전향력 문제와 같이 이론, 작동원리, 법칙 등을 설명하는 지문이 있습니다. 과학이란 학문이 원래 벌어진 현상을 설명하고 앞으로 일어날 예측하는 것이지요. 그러다 보니 지문 내에서 원리-적용, 법칙-현상(실험) 등의 구조가 있습니다. 또는 지문과 보기 관계가 그런 구조를 형성하기도 합니다. 전향력 문제가 바로 지문은 법칙을 설명하고 보기가 그것을 적용하도록 구성이 되어 있지요. 여기서 지문과 보기를 이해하는 데 어려움을 주는 것이 바로 수험생의 오개념입니다. 또는 이해를 방해하는 오개념이 없이 이해능력이 낮을 경우도 어려움을 겪습니다. 앞에서 말씀드린 (수험생의 어려움을 외면한 채) 깔끔한 설명은 그와 같은 과정을 거쳐 이해하도록 노력하는데 활용을 해야겠지요.

하지만 실제로 그렇게 이해하려고 노력할 때 우리를 방해하고 혼동으로 빠져들게 하는 것이 있습니다. 아예 모르면 읽는대로 생각하겠는데, 잘 몰라서 헷갈리게 합니다. 자, 긴 서론을 끝내고...전향력 지문에서 전향력은 ‘가상의 힘이다’라고 말하고 있습니다. 왜 그럴까요? 지구는 자전하고 있기 때문에 동쪽으로 회전하는 힘을 받는다고 했습니다. ‘가상으로’가 무슨 의미일까요? 전향력을 받기 때문에 물체가 동쪽으로 날아가 버릴까요? 하지만 서두에 나와 있듯이 우리는 그걸 느끼지 못합니다. 무려 시속 1600킬로미터나 되는데 왜 못 느낄까요? 그리고 북쪽으로 이동하는 물체가 편향되기도 하는데도 불구하고 왜 못느끼며 ‘가상의 힘’이라 하는 것일까요?

이 지문을 읽을 때 우리의 이해를 방해하고 괴롭히는 생각은 바로 북쪽을 향해 물체가 공중으로 떠오른 순간부터 동쪽 방향으로 시속 1600킬로미터의 힘을 받는다는 생각입니다. 그래서 동쪽으로 휘는 것이라 생각하니까요. 하지만 글을 잘 읽어보면 힘을 받는 것은 맞지만 그것에 날라가서가 아니라 북쪽으로 날라가는 물체가 목표지점보다 동쪽에 떨어지는 것을 동쪽으로 가하는 힘을 받았기 때문이라고 가정하고 그것을 전향력이라는 ‘가상의 힘’이라 말한다고 하고 있습니다.

자....회전체에서 어떤 물체가 출발하여 회전체의 다른 지점으로 간다....어떤 일이 벌어져야 할까요? 이것을 이해하기 위해 먼저 상대속도에 대해 알아볼까요?(전 비전공자.) 흔히 기차에서 달리면서 공을 던지는 예를 말하지요. 지금은 달리는 기차 안에서 한 사람이 다른 사람에게 공을 던지는 상황을 생각해 봅시다. 우리는 기차 밖에서 관찰합시다. 한 사람이 다른 사람에게 공을 던집니다. 그러면 다른 사람이 공을 받습니다. 자, ‘던진 사람이 보기에’ 공을 받는 사람의 위치는 공이 던지는 사람의 손을 떠나는 순간과 공을 받는 순간이 다릅니까? 아니지요. 받는 사람의 위치는 기차 안에서 같은 자리에 있습니다. 그래서 던질 때에 목표한 지점에 그대로 도달합니다. 하지만 기차 밖에서 보면 어떻습니까? 공을 던질 당시에 받을 사람의 위치는 공이 날아가는 동안 기차가 이동함에 따라 받는 사람의 위치도 변합니다. 하지만 공은 이미 기차의 이동속도에 더해진 것이라서 기차가 정지해 있을 때 던진 공과 동일한 거리만 날아갑니다.(기차 안에서 보면)

문제로 돌아와서 만약 지구가 구체가 아니라 원기둥체라면 어떨까요? 중심과 끝쪽의 둘레가 같고 회전하는 속도도 같습니다. 그럼 중심(적도)에서 던진 공이 동쪽으로 회전하는 힘을 받음에도 불구하고 그래도 목표 지점에 도달합니다. 달리는 기차 안에 있는 사람이 던진 공을 기차 안에 있는 사람이 받는 것과 같습니다. 하지만 혼동하는 분들은 기차 밖의 관점을 생각해서 공이 더 날라가는 거 아냐?라고 반문합니다. 여기서 혼란이 생기는 겁니다. 전향력이 있다는 것은 사실 지구가 원기둥체가 아니라 구체라서 고위도의 둘레가 짧고 회전속도가 느리기 때문에 물체가 목표지점이 회전하여 돌아오기 전에 (동쪽) 땅에 떨어지는 것입니다. 마치 기차 안에서 앞으로 기차 진행 방향으로 다른 사람에게 공을 던졌는데 받을 사람은 기차에 서 있는 것이 아니라(기차와 동일한 속도) 동을 던진 사람 쪽으로 서서히 걸어오고 있었기(기차 밖에서 보면 기차의 진행방향으로 기차속도보다 느리게 나아감) 때문에 공은 받을 사람의 머리를 지나 처음 서 있던 위치에 떨어지는 것과 같습니다.

그럼 뭐가 문제였을까요? 이동하는 혹은 회전하는 물체 위에서 동일한 물체 위의 지점으로 공을 던졌을 때의 상황을 혼동했기 때문입니다. 상대속도는 중요한 개념이므로 잘 알아 두어야 합니다. 경제지문에서 수요-공급곡선처럼 잘 이해하고 있어야 하는 과학 기초 개념입니다. 기초 개념을 토대로 지문을 이해할 수 있도록 기초 개념이다 싶은 것들을 읽으며 '이해'해 두어야 합니다. 설명이 부족하면 네이버캐스트에 가셔서 조회해 보세요. 전향력의 경우 '코리올리 효과'를 찾아보세요

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안어린왕자 [376622]

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안어린왕자 · 376622 · 14/05/31 09:36 · MS 2011

EBS 지문을 읽을 때 전향력에 관한 내용처럼 이해가 되지 않거나 이해를 어렵게 하는 기초적 과학 개념이 있거든 그것을 완전히 이해하도록 노력하시기 바랍니다.

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킨샤샤아바바 · 503370 · 14/05/31 21:33 · MS 2014

전향력에서 틀린 사람들이 왜 틀렸는지 잘못 짚으셨어요.
수험생중에서 지문을 실제로 이해하는 사람들/스키마 소유자 학생들이 얼마나 될까요?
수험생들이 틀린건 원점에서 던졌는데 오른쪽/왼쪽을 바라봄 여기서 왜 동쪽인지 구별하지 못해서 그래요. 전향력을 이해하지 못해도 푸는 문제입니다.

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안어린왕자 · 376622 · 14/05/31 21:41 · MS 2011

제 서두를 다시 보세요 틀린 이유가 아니라 수험생을 괴롭히는 생각들 중 하나라고 했지요 제가 언급하는 이런 생각으로 인해 글을 이해하지 못하는 경우가 있음을 언급한 것입니다 올바르지 않은 생각, 연관성이 떨어지는 것을 연상했다가 억제하는 능력이 글 이해 능력에 포함됩니다
전향력을 이해하지 못해도 풀 수 있는ㅁ문제 맞습니다 하지만 이해하려다가 틀리는 학생도 많습니다 공부하면서 왜 이게 이해되지 않는가 고민하는학생들도 많습니다

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