과학(20408)

. 태양계

3. 지구의 자전과 일주 운동

지구의 자전으로 나타나는 천체의 겉보기 운동을 설명해봅시다.

생각열기

하루 중 태양이 비치고 있는 동안을 낮, 태양이 비치지 않는 동안을 밤이라고 합니다.
이러한 낮과 밤이 생기는 이유는 무엇일까요?
영상을 통해 확인해봅시다.

한국과 하와이의 시간이 다른 이유는 무엇일까요?

시차가 생기는 이유는 지구가 둥글고 자전하고 있기 때문이다.
지구는 매일 서쪽에서 동쪽으로 스스로 도는데 이를 자전이라고 한다. 지구가 돌면서 태양이 떠 있는 부분은 낮, 태양빛이 닿지 않는 부분은 밤이 된다.
시간을 나라마다 다르게 측정하면 혼란이 올 수 있기 때문에 세계는 본초자오선의 시간을 세계 표준시로 정해서 사용하기로 약속했는데 이를 그리니치 표준시(GMT)라고 한다

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◎활동1 - 지구의 자전과 별의 일주 운동

지구의 자전으로 생기는 현상에는 어떤 것들이 있을까요?

해가 뜨고 지면서 밤과 낮이 반복된다. 천체의 일주 운동이 나타난다.

우리나라에 서 있는 사람은 지구와 같이 자전하고 있다. 하지만 사람은 지구가 돌아가고 있는 것을 느끼지 못하고 있기 때문에 지구가 도는 대신 하늘에 있는 별들이 내 주위를 돌아가고 있는 것처럼 보일 것이다. 이와 같이 지구가 자전함에 따라 별들이 지구 주위를 도는 것처럼 보이는 운동은 하루를 주기로 반복되는 운동이기 때문에 별의 일주 운동이라고 부른다.

실제로 별이 지구 주위를 하루에 한 바퀴씩 도는 것이 아니라 지구가 자전하기 때문에 지구에 서 있는 사람은 별이 도는 것처럼 보이는 것이기 때문에 별의 일주 운동은 겉보기 운동이다.

우리나라에서 보이는 별의 일주 운동을 살펴볼까요? 북쪽 하늘의 별들은 어떻게 움직이나요?

북쪽 하늘에서 볼 수 있는 별의 일주 운동은 북극성을 중심으로 별이 시계 반대 방향으로 일주 운동하고 있는 것을 볼 수 있다. 회전의 중심과 북극성이 매우 가깝기는 하지만 완전히 일치하지는 않는다. 그래서 북쪽 하늘의 일주 운동을 정확히 표현하자면 북극성 근처를 중심으로 별들이 시계 반대 방향으로 회전한다고 할 수 있다.

별의 일주 운동은 한 시간에 몇 도를 도는 것일까요? 계산해봅시다.

별은 하루 24시간에 한 바퀴 360도씩 일주 운동을 한다. 따라서 한 바퀴 360°를 24시간으로 나누면 1시간에 15° 정도 회전한다는 것을 알 수 있다. [24시간 : 360° = 1시간 : ?°]

동쪽, 서쪽, 남쪽 하늘의 별들이 움직이는 모습은 어떠한가요?

동쪽 하늘에서는 별이 천천히 올라오는 모습을 볼 수 있다. 서쪽 하늘에서는 별이 천천히 내려가는 모습이다. 남쪽 하늘의 별은 시계 방향으로 움직이는 것을 확인할 수 있다. 별의 일주 운동은 전체적으로 보면 동쪽 하늘에서 별이 떠올라 서쪽 하늘로 지는 모습이다.

지금까지 살펴본 별의 일주 운동은 우리나라와 같은 북반구 중위도 지역에서 나타나는 모습이다. 극지방과 적도 지방 그리고 남반구 중위도 지방에서는 방위별 일주 운동 모습이 우리나라와 다르다.

하지만 어느 지역에서나 별의 일주 운동은 모두 지구가 하루에 한 바퀴씩 자전축을 중심으로 자전을 하기 때문에 나타나는 겉보기 운동이다.

◎활동2 - 낮과 밤이 생기는 이유

높은 선반 위에 손전등을 켜놓고 주위를 어둡게 만든 후, 손전등에서 조금 떨어진 곳에 서서 전등을 바라봅니다. 전등 빛이 얼굴을 정면으로 비추면 눈이 부십니다. 천천히 제자리에서 한 바퀴 돌면서 눈으로 들어오는 빛의 양을 관찰해봅시다. 어떤 변화가 있나요?

처음에는 빛의 양이 줄어들다가 완전히 돌아섰을 때에는 캄캄해진다. 다시 제자리로 돌면서 빛이 눈에 들어오기 시작한다. 지구의 자전에 의해 밤과 낮이 생기는 것도 같은 원리이다. 사람이 지구, 손전등이 태양이다.

개념정리하기

1. 지구의 자전

1) 지구의 자전 : 지구가 자전축을 중심으로 하루에 한 바퀴씩 도는 운동
① 자전 방향 : 서 → 동
② 자전 속도 : 1시간에 15° (360°/24시간 = 15°/시)

2) 지구의 자전에 의해 나타나는 현상
① 낮과 밤의 반복 : 태양을 향하는 쪽은 낮이 되고, 반대쪽은 밤이 되며, 낮과 밤이 매일 반복된다.
② 지역에 따라 일출 시각과 일몰 시각이 다르다.
③ 태양의 일주 운동 : 태양이 동쪽에서 떠서 서쪽으로 진다.
④ 달과 행성의 일주 운동 : 달이나 행성이 동쪽에서 떠서 서쪽으로 진다.
⑤ 별의 일주 운동 : 북극성을 중심으로 별들이 원을 그리면서 움직인다.

(그림 출처 : 네이버 지식백과)

2. 천체의 일주 운동

1) 일주 운동
① 태양, 달, 별 등의 천체가 하루에 한 바퀴씩 원을 그리면서 도는 겉보기 운동
② 원인 : 지구가 자전하기 때문
③ 방향 : 동쪽 → 서쪽 (지구의 자전 방향과 반대)
④ 주기 : 지구가 하루에 한 바퀴씩 자전하므로 일주 운동의 주기도 하루(24시간)

(그림 출처 : 네이버 지식백과)

2) 우리나라(북반구 중위도 지방)에서 본 별의 일주 운동

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*참고영상

내용구성: 이수영 (대구 덕화중)