240 Ⅴ. 에너지와 수송 기술 241 3. 수송 기술 체험과 문제 해결 활동

화석 연료의 고갈 위기와 환경 오염으로 인해 신재생 에너지가 주목받고 있다. 자

연계에 존재하는 가장 큰 에너지 자원인 태양 에너지를 일상생활에서 우리가 이용할

수 있는 방법을 알아보고 직접 체험해 보자.

신재생 에너지 체험

수송 기술 체험과

문제 해결 활동3 1학/

습/

목/

표

신재생 에너지 체험을 통해 신재생 에너지의 활용 방법을 설명할 수 있다.

수송 기술과 관련된 문제를 창의적으로 해결할 수 있다.

태양열 조리기

태양 에너지는 오래전부터 실내의 공기를 따뜻하게 하는 난방용으로 이용되거

나 음식 또는 생활용품 등의 살균 처리와 건조에 이용되는 등 우리의 일상생활에

서 광범위하고 다양하게 이용되어 왔다.

최근에는 이러한 태양 에너지를 있는 그대로 활용하는 방법 이외에 더욱 적극

적이고 효과적으로 이용하는 다양한 방법이 연구되고 있다. 특히, 태양열 조리

기는 매우 간단한 장치로 태양 에너지를 우리의 일상생활에 유용하게 이용할 수

있어서 주목받고 있다.

태양열 조리기란, 볼록 렌즈를 가지고 빛을 모아 종이를 태우는 것과 같이 넓

은 면적에 내리쬐는 태양의 열에너지를 한 곳에 모아 온도를 높여서 물을 끓이거

나 간단한 음식을 조리하는 장치를 말한다.

어떻게? 에너지 문제를 해결하고 환경을 오염시키지 않는 수송 수단에는 어떤 것들이 있을까?

화석 연료의 사용으로 환경 오염이 심각해짐에 따라 고갈되지 않으면서도 환경을 오염시키지 않는

대체 에너지 개발에 대한 관심이 높아지고 있다.

상자형 조리기

온실 효과를 이용한 것으로, 직사

광과 반사광을 모두 이용한다.

파라볼라 조리기

파라볼라 형태의 반사판을 이용

해 빛을 초점으로 모으고, 초점에

설치된 용기에 음식물을 넣어 조

리한다.

셰플러 조리기

곡면이 완만하고 크기 때문에 초

점이 멀리 떨어진 곳에 생기게

되므로, 집 안의 부엌에서도 요리

를 할 수 있다.

▲ 그림Ⅴ-50 여러 가지 태양열 조리기

어휴! 저 매연 좀 봐! 숨을 쉴 수가 없네.

그러게 말이야. 매연이 없는 대체 에너지 자동차라면 좋을 텐데.

아!! 태양광 자동차도 있지? 태양광 자동차가 많아지면 매연도 훨씬 줄겠네.

전기 자동차나 연료 전지 자동차는 매연이 없어 환경 오염이 거의 없다구!

242 Ⅴ. 에너지와 수송 기술 243 3. 수송 기술 체험과 문제 해결 활동

� 평가하기

① 태양열 조리기를 햇빛이 잘 드는

곳에 설치한다. 이때 태양열 조리

기 안으로 햇빛이 잘 비추도록 각

도를 조절해 준다.

② 설치한 직후에 용기 내부의 온도를

측정하고, 20~30분 후 다시 용기

내부의 온도를 측정하여 온도차를

비교해 본다.

온도 측정값

처음 온도(℃)

나중 온도(℃)

온도차(℃)

처음 온도와 나중 온도의 차이가 발생하는 이유가 무엇인지 설명해 보자.

실제 만들어 본 태양열 조리기의 개선할 점을 찾아보자.

▼ 표Ⅳ-2 태양열 조리기 제작 평가표

구분 평가 항목평가

상 중 하

1 제품을 창의적으로 구상하고 설계하였는가?

2 구상도의 치수와 제품이 동일한가?

3 제품은 사용하기 편리하고 견고한가?

4 제품의 외형이 보기 좋고, 깨끗하게 다듬어졌는가?

5 공구 사용에 주의하고 안전 수칙을 준수하였는가?

➊ 하드보드를 그림과 같은 크기로 4개

를 잘라 낸다.

➋ 잘라 낸 4개의 하드보드 한 면에 각각

거울지를 접착한다.

➌ 거울지가 접착된 4개의 하드보드를

모두 같은 면으로 펼친 후, 옆면을 서로

맞대고 거울지로 모두 연결한다.

➍ 스티로폼 박스의 내부에 알루미늄 호

일을 되도록 많이 구겨서 양면테이프를

이용하여 붙인다.

➎ 스티로폼 박스의 뚜껑 가운데에 200

×200mm 크기의 사각형 구멍을 낸다.

➏ 유리를 스티로폼 박스의 구멍 위에 올

려놓은 후 투명 테이프를 이용하여 고정

시킨다.

➐ 검은색 용기에 물을 담아 박스 안에

넣고, 스티로폼 박스 안으로 태양빛은 들

어오되 열은 손실되지 않도록 유리가 고

정된 스티로폼 박스 뚜껑을 덮는다.

➑ 스티로폼 박스를 거울지가 접착된 하

드보드 내부에 넣고 투명 테이프로 고정

시킨다.

태양열 조리기 제작

생활 속의 다양한 폐품을 활용하여 태양 에너지를 효율적으로 이용할 수 있는

태양열 조리기를 만들어 보자.

� 제작 준비

� 제작 과정

완성

67°560mm

510mm

50

▲ 그림Ⅴ-51 태양열 조리기 온도 측정

온도를 측정하기 전 색안경(눈 보

호용)과 장갑(화상 방지용)을 반드시

착용하도록 한다.

하드보드(600×900mm) 4장, 거울지(460×600mm) 4장, 스티로폼 박스(250×250

×200mm) 1개, 알루미늄 포일, 얇은 유리(210×210mm) 1장, 검은색 용기, 가위, 칼,

강철자(1m), 양면테이프, 투명 테이프(폭 50mm), 각도기, 색안경, 장갑 등

재료

244 Ⅴ. 에너지와 수송 기술 245 3. 수송 기술 체험과 문제 해결 활동

친환경 모형 자동차 만들기

최근 화석 연료의 사용으로 인한 에너지 고갈과 환경 오염이 사회적 문제로 대

두됨에 따라 친환경 에너지를 동력원으로 사용하는 친환경 자동차가 개발되어

이용되고 있다. 친환경 자동차에는 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 함께 이

용할 수 있는 하이브리드 자동차와 전기 배터리와 전기 모터를 이용하여 주행하

는 전기 자동차, 그리고 연료 전지 자동차가 대표적이라 할 수 있다.

문제 확인

우리 주변에서 쉽게 접할 수 있는 여러 가지 재료를 활용하여 친환경 에너지를

동력원으로 3m 이상 주행할 수 있는 모형 자동차를 구상하여 제작해 보자.

도착선출발선

수평 주행로

60cm

300cm40cm

최근에는 다양한 친환경 자동차가 개발되고 있다. 우리 일상생활 속에서 쉽게 접

할 수 있는 여러 가지 재료를 이용하여 친환경 모형 자동차를 만들어 보자.

수송 기술의 문제 해결 활동2

단계 1

① 모형 자동차의 크기는 길이, 폭, 높이를 각각 40cm 이내로 제작해야 한다.

② 모형 자동차는 문제를 해결할 수 있도록 적당한 구조를 가지고 있어야 하며, 친환경 에

너지를 동력원으로 사용해야 한다.

③ 모형 자동차는 출발선을 떠나서 3m 떨어진 도착선을 통과하여 주행할 수 있어야 한다.

문제 해결 조건

해결 방안 탐색

문제 해결의 조건을 충족시킬 수 있는 다양한 방법을 검색해 보고, 검색한 정

보를 바탕으로 마인드맵을 이용하여 문제 해결 방안을 찾아보자.

① 친환경 모형 자동차의 동력원으로 사용할 수 있는 에너지에는 어떤 것이 있을

지 마인드맵을 통하여 아이디어를 발상해 보자.

② 문제 해결 조건에 맞는 모형 자동차를 제작하기 위해 고려해야 할 점을 생각

해 보자.

단계 2

모형 자동차의 동력

모형 자동차 제작 시 고려 사항

모형 자동차 설계 시 고려할 점

기능성, 견고성, 독창성, 경제성, 심

미성

동력

제작 시

고려 사항

▲ 그림Ⅴ-52 모형 자동차 주행로

크기

재료

모양

직진 주행

246 Ⅴ. 에너지와 수송 기술 247 3. 수송 기술 체험과 문제 해결 활동

실행

친환경 모형 자동차를 제작하기 위한 스케치도를 그려 본 후, 제작한다.

실행 계획 수립

모형 자동차를 만들기 위해 필요한 재료 및 공구를 아래의 표에 적어 보자.

재료명 치수 및 규격 단위 수량 재질

단계 4

단계 5

➊ 고무 동력기 동체의 양쪽에 프로펠러

가 달린 걸개와 프로펠러가 없는 걸개를

각각 끼운다.

➋ 차체용 목재를 고무 동력기 동체에 순

간접착제로 접착한 후, 차체용 우드락에

구멍을 뚫어 끼우고 글루건으로 고정시

킨다.

➌ 우드락을 지름 100mm의 바퀴 모양

으로 4개를 오려 낸다. 축용 봉재에 베어

링용 빨대와 고무링을 끼운 후, 양쪽 바

퀴를 글루건으로 고정한다.

➍ 우드락 차체의 앞·뒤쪽에 약 30mm

정도의 여유를 두고 바퀴 부분을 글루건

으로 고정한다.

➎ 고무 동력기의 앞 고리와 뒤 고리 사

이를 고무줄이 두 겹이 되도록 연결한다.

➏ 완성한 후 모형 자동차를 주행시켜 보

고, 문제점이 발생하면 수정한다.

평가하기

문제가 해결되면 해결 조건을 만족하면서 잘 해결되었는지 다음 항목에 따라

평가해 본다.

▼ 표Ⅴ-3 친환경 모형 자동차 평가표

번호 검사 및 평가결과

상 중 하

1 해결해야 할 과제를 잘 이해하였는가?

2 모형 자동차를 문제 해결 과정에 따라 구상하였는가?

3 모형 자동차가 제한 조건에 맞게 제작되었는가?

4 모형 자동차는 3m 이상 주행하였는가?

5모형 자동차의 동력원으로 쓰인 친환경 에너지는 문제를 해결하는 데

적절하였는가?

단계 6

문제 해결 방안의 선정

문제를 해결할 수 있는 방안 중 가장 적절한 방법을 선택해 보자.

단계 3

● 모형 자동차의 동력원: 고무 동력에 의한 풍력 에

너지

● 제작 시 고려 사항

① 크기

• 모형 자동차의 길이, 폭, 높이를 제한된 크기

이내로 제작한다.

•400×150×250mm로 설계한다.

② 재료

• 자동차 차체를 가벼운 목재와 우드락으로 제

작한다.

• 축과 베어링 등의 기계요소는 주변에서 쉽게

구할 수 있는 재료로 제작한다.

③ 모양

• 제작성을 고려하여 전체적으로 사각형으로 제

작한다.

• 프로펠러가 앞쪽에 위치하도록 제작한다.

④ 직진 주행

•바퀴의 모양이 동심원이 되도록 제작한다.

• 두 쌍의 바퀴가 나란하게 하고, 차체와 축을

정확히 직각으로 결합한다.

● 모형 자동차의 동력원

● 제작 시 고려 사항

예시

▲ 그림Ⅴ-53 고무 동력을 이용한 친환경 풍력 자동차 모형 제작의 예

248 Ⅴ. 에너지와 수송 기술 249 단원 마무리

에너지와 동력

1 (이)란, 물체가 일을 할 수 있는 능력을 말하며, 은(는) 에너지를

지니고 있는 물질이나 자연 현상을 말한다.

2 은(는) 원자핵이 분열하거나 융합하는 과정에서 방출되는 막대한 에너

지로서, 주로 발전이나 선박의 동력원으로 쓰인다.

3 (이)란, 기존의 화석 연료를 변환시켜 이용하거나 햇빛, 바람, 비, 생물

유기체 등을 에너지로 변환시켜 이용하는 에너지를 말한다.

4 여러 가지 형태의 에너지를 변환시켜 동력을 얻는 장치를 또는

(이)라고 한다.

5 내연 기관에는 피스톤을 사용하는 , 와(과) 가스 터빈 기관, 제

트 기관, 로켓 기관 등이 있다.

수송 기술의 세계

6 수송 기술은 수송 수단 외에 , , 관련 규칙, 수송 제어 시스템 등의 관

련 요소들이 요구된다.

7 18세기 증기를 이용한 자동차에 이어서 기관차가 개발됨에 따라 은(는)

19세기까지 대표적인 육상 수송 수단으로 활용되었다.

8 20세기에 이르러 라이트 형제는 을(를) 이용하여 최초로 동력 비행에 성

공하였다.

9 은(는) 기존의 교통 시스템에 첨단 기술을 접목하여 실시간으로

교통정보를 수집·관리·제공함으로써 교통 시설의 이용 효율을 극대화하고 있다.

수송 기술 체험과 문제 해결 활동

10 은(는) 넓은 면적에 흩어져서 내리쬐는 태양의 열에너지를 한 곳의 중

심점에 모아 온도를 높여서 물을 끓이거나 간단한 음식을 조리하는 장치를 말한다.

11 친환경 자동차에는 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 함께 이용할 수 있는

자동차와 전기 자동차, 연료 전지 자동차 등이 있다.

1. 에너지, 에너지 자원

2. 원자력 에너지

3. 신재생 에너지

4. 동력 발생 장치, 동력 기관

5. 가솔린 기관, 디젤 기관

6. 통로, 지원 시설

7. 증기 기관차

8. 가솔린 기관

9. 지능형 교통 시스템

10. 태양열 조리기

11. 하이브리드

단원 마무리

1

2

1 에너지의 형태에 따른 분류 중 물체의 운동과 위치 상태

에 따라 발생하는 에너지는?

① 열에너지 ② 빛 에너지

③ 전기 에너지 ④ 원자력 에너지

⑤ 기계적 에너지

2 다음에서 설명하고 있는 에너지원은?

① 석탄 ② 석유 ③ 우라늄

④ 천연가스 ⑤ 플루토늄

3 기존의 화석 연료를 변환시켜 이용하는 신재생 에너지

는?

① 풍력 ② 태양광

③ 폐기물 ④ 연료 전지

⑤ 바이오매스

4 밀물과 썰물 등 조수 간만의 차를 이용하여 전기를 생산

하는 방법은?

① 지열 발전 ② 조류 발전

③ 파력 발전 ④ 조력 발전

⑤ 온도차 발전

5 내연 기관에 해당되지 않는 것은?

① 로켓 기관 ② 디젤 기관

③ 제트 기관 ④ 가솔린 기관

⑤ 증기 터빈 기관

6 수송 기술 요소 중 통로에 해당하는 것은?

① 열차 ② 공항 ③ 운하

④ 교통 신호 ⑤ 에스컬레이터

7 수송 기술의 특징으로 알맞지 않은 것은?

① 주로 자연의 힘을 이용한다.

② 에너지 자원에 영향을 받는다.

③ 동력원의 발달과 함께 발달한다.

④ 다양한 장치들의 개발로 더욱 발전한다.

⑤ 수송의 영역에 따라 발달 속도가 다르다.

8 가장 늦게 개발된 수송 수단은?

① 디젤 자동차 ② 증기 기관차

③ 가솔린 자동차 ④ 태엽 자동차

⑤ 증기 자동차

9 다음에서 설명하고 있는 것은?

① ITS ② GPS ③ CPS

④ KTX ⑤ 트램

에너지와 수송 기술ⅤⅤ

개념 익히기아자!

총괄 평가

3

기존의 교통 시스템에 첨단 기술을 접목하여 실시간

으로 교통 정보를 수집·관리·제공함으로써 교통 시설

의 이용 효율을 극대화하고 있다.

•공해 요인이 거의 없는 청정에너지원

•유전이나 탄광 지역에서 기체 상태로 채취

•도시가스, 화력 발전소, 화학 공업 원료로 쓰임.

수송 기술에 적용되는 첨단 기술 중 위성 항법 장

치에 대해 서술하시오.

서술형 문제