자동차 연구소: 데이터로 예측하는 주행 거리
자동차를 조립하고 모터 설정값을 바꾸며 이동거리를 측정해요. 산점도에서 관계를 찾고 새로운 주행 거리를 예측해 보세요.
자동차 연구 시작하기
선생님용 안내
중학생 대상 · 2차시, 총 90분. 1차시는 문제 발견·조립·주행 코드, 2차시는 측정·산점도·예측·발표로 운영해요. 모둠에서 조립·실행·측정·기록 역할을 번갈아 맡으세요.
여러분은 새 자동차를 시험하는 연구원이에요. “잘 달려요”라는 말 대신, 어떤 측정 결과로 자동차의 성능을 설명할 수 있을까요?
모터 설정값을 높이면 같은 5초 동안 더 멀리 갈까요? 실험 전에 예상과 이유를 말해 보세요.
모터 설정값(%)은 모터에 주는 명령이에요. 자동차가 실제로 움직이는 속도를 직접 측정한 값과는 달라요.
실험용 자동차 조립하기
사진 순서대로 조립해요. 블록은 단단히 연결하고 바퀴가 자유롭게 도는지 확인하세요.
정면·측면 사진 보기
바퀴가 바닥에 고르게 닿고 블록이 흔들리지 않나요? 전원을 끈 상태에서 살짝 밀어 곧게 움직이는지 확인해요.
연결하고 주행 코드 만들기
- 전원과 그룹 확인
DC 모터 2개의 전원을 켜고 키트의 그룹 번호를 확인해요.
- 블록 연결하기
앱 오른쪽 위의 블록 연결하기를 누르고 그룹 번호를 입력해요.
- 내 모터 페어링
연결할 모터를 선택하고 Chrome 창에서 페어링해요. 이미 연결한 모터는 다시 선택하지 않아요.
설정값은 바꾸고 시간은 유지해요
두 모터를 모두 40%로 설정하고 5초 동안 주행한 뒤 둘 다 꺼요. 실험마다 두 설정값을 함께 50%, 60%, 70%, 80%로 바꾸세요.
@greenFlag 클릭했을 때 :: hat events DC 모터 [1 v]번 속도를 (40) %로 정하기 :: #0FBD8C DC 모터 [2 v]번 속도를 (40) %로 정하기 :: #0FBD8C DC 모터 [1 v]번을 [왼쪽으로 회전 v] :: #0FBD8C DC 모터 [2 v]번을 [오른쪽으로 회전 v] :: #0FBD8C (5) 초 기다리기 :: control DC 모터 [1 v]번 끄기 :: #0FBD8C DC 모터 [2 v]번 끄기 :: #0FBD8C
모터가 서로 마주 보고 있어 회전 방향을 다르게 설정해요. 먼저 짧게 시험해 앞으로 곧게 가는지 확인하세요. 바퀴를 만지기 전에는 두 모터를 멈추고, 주행 경로를 비워 두세요.
실험하고 기록하기
| 항목 | 방법·설명 |
|---|---|
| 바꾸는 것 · 조작 변인 | 두 모터의 설정값: 40%, 50%, 60%, 70%, 80% |
| 측정하는 것 · 종속 변인 | 5초 동안 이동한 거리(cm) |
| 같게 유지하는 것 · 통제 변인 | 주행 시간 5초, 자동차, 바닥, 출발 위치, 적재물을 같게 유지해요. |
- 출발선에 맞춰요
자동차의 같은 지점을 출발선에 맞추고 두 모터의 설정값을 정해요.
- 5초 주행하고 재요
멈춘 뒤 같은 기준점까지 이동한 거리를 cm로 재고 기록해요.
- 설정값을 바꿔 반복해요
40%부터 80%까지 차례로 실험해요. 가능하면 같은 설정값으로 여러 번 측정해 차이도 비교하세요.
| 모터 설정값 (%) | 예시 거리 (cm) | 우리 모둠 거리 (cm) |
|---|---|---|
| 40 | 5 | ________ |
| 50 | 6 | ________ |
| 60 | 8.5 | ________ |
| 70 | 10 | ________ |
| 80 | 13 | ________ |
예시 거리는 교안의 연습용 데이터예요. 실제 자동차의 결과와 같다는 뜻이 아니에요. 우리 모둠 칸에는 직접 측정한 값을 기록하세요.
데이터로 분석하고 예측하기
앱 왼쪽 아래의 확장 기능에서 데이터 차트를 추가해요. 점을 모두 지우고 제목을 정한 뒤, (설정값, 거리) 쌍을 세미콜론으로 구분해 불러와요. 마지막으로 산점도를 표시하세요.
@greenFlag 클릭했을 때 :: hat events 점 모두 지우기 :: #1f8bf0 차트 제목을 [모터 설정값과 5초 이동거리] \(으\)로 정하기 :: #1f8bf0 [40,5;50,6;60,8.5;70,10;80,13] 점 불러오기 :: #1f8bf0 산점도 보이기 :: #1f8bf0 [예측 거리 · 100% v] 을\(를\) (x가 (100) 일 때 예측값 :: #1f8bf0) 로 정하기 :: variables
예: 40,5는 설정값 40%와 거리 5cm 한 쌍이에요. 앱의 데이터 문자열에서는 소수에 점(.)을 써요. 실제 분석에서는 예시 문자열을 우리 모둠의 측정값으로 바꾸세요.
가로축: 모터 설정값 (%) · 세로축: 5초 이동거리 (cm)
산점도의 점 하나는 무엇을 뜻할까요?
한 번의 실험에서 얻은 설정값과 이동거리의 한 쌍이에요. 예를 들어 (40, 5)는 40%로 5초 주행해 5cm 이동했다는 뜻이에요.
점들이 어떤 방향으로 모이나요?
예시에서는 설정값이 높을수록 거리가 늘어나는 경향이 보여요. 우리 데이터도 같은지 확인하고, 크게 벗어난 점이 있다면 바닥·출발 위치·바퀴 상태를 살펴보세요.
100%에서의 거리를 예측해요
100%는 측정한 40~80% 범위 밖이에요. 예측은 관계가 계속된다고 가정한 추정이며 실제 측정값이 아니에요. 예상 거리와 근거를 먼저 기록한 뒤, 공간이 충분하고 안전할 때만 같은 5초 조건으로 시험해 비교하세요.
예시 데이터의 계산 결과 보기
예시 다섯 점에 직선으로 관계를 맞추면 100%에서 약 16.5cm로 예측해요. 이는 예시 데이터의 선형 예측 계산이며, 실제 자동차가 반드시 이 거리를 간다는 뜻은 아니에요.
가로축: 모터 설정값 (%) · 세로축: 5초 이동거리 (cm)
| 항목 | 방법·설명 |
|---|---|
| 실험 결과 | 설정값에 따라 거리가 어떻게 달랐나요? 표와 산점도의 근거를 설명해요. |
| 예측과 비교 | 100%에서 얼마나 갈 것으로 예상했나요? 실제로 시험했다면 차이와 가능한 이유를 말해요. |
| 돌아보기 | 측정·기록·산점도 설명·예측 중 잘한 것과 다시 연습할 것을 하나씩 골라요. |
프로그램을 멈추고 모터 전원을 끈 뒤 블록과 측정 도구를 정리해요.
만들고, 코딩하고, 시험해 봤나요? 눌러서 진도를 저장해요.