단진자의 등시성에 대한 8학년 과학교과서 분석 및 사이클로이드 진자의 활용방안에 관한 연구 = Analysis of 8th-grade Science Textbook Dealing with Isochronism for Simple Pendulum and Study on the Practical Utility of the Cycloidal Pendulum

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

We investigate 8th-grade science textbooks and their instructor's
manuals treating the ideal condition for isochronism of a simple
pendulum. Isochronism, i.e., the period is independent of the
amplitude, is satisfied only if the amplitude is very small. This is
the so-called ``ideal condition'' for isochronism of a simple
pendulum. Most textbooks and instructor's manuals are found not to
state this ideal condition properly, which often leads the
deviations between experimental data and theoretical calculations.
This difference between theoretical and experimental results cause
students to create a sense of alienation from the real world and
eventually keeps them away from physics. We, thus, study the
cycloidal pendulum as an alternative method to test isochronism
regardless of amplitude and discuss its practical utility of it in
class.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 단진자의 등시성에 대한 이상화 조건을 다루는 8학년
과학교과서와 교사용 지도서를 분석하였다. 진자의 주기는 진폭에
무관하다는 등시성은 진폭이 매우 작은 경우에만 성립한다. 이를
단진자의 등시성에 대한 ``이상화 조건''이라 부른다. 대부분의 8학년
과학교과서와 교사용 지도서는 이러한 이상화 조건에 대해 바르게
명시하지 않아 종종 이론과 실험 사이의 불일치를 나타내고 있다. 이러한
이론과 실험 사이의 불일치는 학생들로 하여금 실제 세계로부터 괴리감을
느끼게 하여 물리로부터 멀어지게 하는 경향을 가져다준다. 이러한
문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 진폭에 무관한 진자의 등시성을
실험할 수 있는 대안으로 사이클로이드 진자를 제시하고 교실 수업에서
실제 활용할 수 있는 방법에 대해 논의 하였다.

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