영재고 지구과학1st_정해

앞서 드린 지구과학 문제에 대한 답과 해설입니다. 풀만한 문제들이었나요?

1. 

답) ②, ④

풀이)

P파는 10시 02분, S파는 10시 05분, L파는 10시 07분에 도착하였다. PS시는 P파가 도착한 후 S파가 도착할 때까지의 시간으로 3분이다. 피해를 가장 많이 주는 파는 진폭이 큰 L파이다. 진원까지의 거리는 “{(8×4)÷(8-4)}×3×60”이므로 1440km이다. P파의 속력이 8km/s이므로 진원으로부터 오는데 걸리는 시간은 180초이다. 즉 지진은 P파가 도착하기 3분전에 발생하였다.

 

2.

답) 약 32.033kg

풀이)

염분이 35‰인 해수 1kg에 들어있는 NaCl의 양이 27.21g 이므로 염분이 40‰인 해수 1kg 중에는 NaCl이

.

들어있다.

수온과 염분이 각각 15℃, 40‰인 해수의 밀도는1.030 g/㎤이므로 이 해수 1㎥(106㎤)의 질량은 1030000g이 된다. 따라서 해수 1㎥(106㎤)속 NaCl의 질량은 31.1×1030 = 32033g = 32.033kg 들어있다.

 

3.

답) C, B, A, D, E

풀이)

관측기압을 해수면에서의 기압으로 환산할 때는 관측한 장소에서 해수면까지 공기가 있다고 가정하여 관측기압에 더해주면 된다.

A지점 아래에 공기가 있다고 가정하고 600m에 해당하는 공기기둥의 압력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

기압은 단위 면적당 작용하는 공기의 무게로

로 표현할 수 있다. 공기의 평균밀도=1kg/m3, 중력가속도=10m/s2, A지점은 고도가 600m이므로

이고,

1hPa=100N/m2 라 했으므로 60hPa을 더해주면 1004hPa이 된다. 이런 방식으로 각 지점을 환산하면 C, B, A, D, E가 된다.

 

4.

풀이)

1) 63(km)

보상면에 작용하는 압력이 동일하다는 지각평형설의 원리를 적용하면 된다.

압력은 단위 면적당 무게이고 무게는 질량에 비례하고 질량은 밀도×높이에 비례하므로 보상면에 단위면적당 밀도×높이값이 어디서나 같다는 것을 이용하면 다음과 같다.

따라서 산맥 하부 모호면의 깊이는 35+28=63(km)이다.

 

2) 4.7(km)

깎여나간 지각의 무게와 지각 밑에 채워지는 맨틀의 무게가 같으면 되므로

즉, 지각은 2km가 깎여나가고 1.7km 떠오른다.

따라서 지각평형이 다시 이뤄진 후의 산맥의 높이는 4.7(km)이다.

 

5.

풀이)

 

(1) 절기선

세로선은 ‘시각선’에 해당한다. 태양은 하루 동안 천구의 적도와 나란하게 동-남-서 방향으로 이동하기 때문에 막대에 의한 그림자는 서-북-동으로 이동하게 된다.

따라서 태양이 이동하는 동안 같은 가로선을 따라 세로선을 바꿔가며 이동하게 된다. 결국 시각선에 위치한 그림자를 통해 그 날의 시간을 알 수 있다.

가로선은 ‘절기선’에 해당한다. 계절에 따라 태양의 고도는 달라지며 그에 따라 그림자의 길이도 달라진다. 하지는 태양의 고도가 가장 높은 날로 그림자는 가장 아래 가로선에 위치하게 된다.

반면, 동지는 가장 낮은 날로 그림자는 가장 높은 가로선에 위치하게 된다. 결국 절기선에 위치한 그림자를 통해 그 날의 절기(계절)를 알 수 있다.

(2) 약 47°

앙부일구의 세로선 중 가장 가운데에 위치한 선은 남중 시각선에 해당한다.

만약 정오경에 영침 막대에 의한 태양의 그림자 끝이 가장 아래쪽에 위치해 있다면 이 날은 하지(태양의 적위: +23.5°)이며 이 때 태양의 고도는 90°-위도+23.5°이다.

만약 태양의 그림자 끝이 가장 위쪽에 위치해 있다면 이 날은 동지(태양의 적위: -23.5°)이며 이 때 태양의 고도는 90°-위도-23.5°이다. 영침끝과 각 그림자의 끝지점이 이루는 각은 하지와 동지 때의 태양의 고도차와 같으므로 약 47°가 된다.

(3) 짧은 바늘을 태양 쪽으로 향했을 때 12시 눈금과 짧은 바늘이 가리키는 눈금의 중간이 남쪽이다. 그리고 편평한 곳에 수직으로 세운 가느다란 나무나 성냥개비의 그림자와 시계의 시침을 일치시키면 더 정확하다. 원리는 다음과 같다.

춘·추분을 생각해 보면 쉽게 이해할 수 있다. 춘·추분은 낮과 밤 길이가 같은 날이다. 즉 해가 6시에 동쪽에서 떠서 18시에 서쪽으로 지는 12시간 동안 지표상을 180°회전하게 되는데 이것은 1시간에 15° 회전하는 셈이다.

또 해가 운행하는 방향은 시계방향으로 표시되는데 이는 그림자가 움직이는 방향과 일치한다.

그러나 시계의 시침은 12시간마다 360°를 회전하기 때문에 1시간에 30°씩 회전하는 셈이다.

태양은 시계 시침이 회전하는 반만큼 회전하므로 시침과 12시 눈금의 중간 되는 지점이 바로 정남방이 된다.

 

(4) 달을 이용한 방법과 그림자를 이용한 방법이 있다.

우선 달을 이용한 방법을 살펴보자. 초승달은 새벽 6시쯤 동쪽 하늘에 있고 저녁 6시쯤에는 서쪽 하늘에 있다. 반대로 보름달은 저녁 6시쯤에 동쪽에서 떠서 새벽 6시쯤 서쪽으로 진다.

상현달은 밤 9시쯤 서쪽 하늘에 떠 있고 하현달은 밤 9시쯤 동쪽에서 볼 수 있으며 새벽 3시쯤에는 남쪽 하늘에 떠 있다. 그러므로 달의 모양과 떠있는 시간을 알면 방위를 알 수 있다.

다음은 그림자를 이용한 방법이다. 그림자가 선명하게 나타나는 편평한 곳에 긴 막대를 세우고 그림자의 끝 부분을 표시한 다음 그림자 끝이 5~10cm 정도 움직일 때까지 기다린다(1m쯤 되는 막대라면 10~20분 정도 기다리면 된다).

그 다음 움직인 그림자 끝을 다시 표시하고 두 점을 직선으로 연결하면 처음 그림자가 있던 쪽이 서쪽이고 나중에 표시한 쪽이 동쪽이다. 그림으로 표시하면 다음과 같다.