고등학생 독후감 입체로 읽는 물리 1 힘과 운동
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hwp힘과 운동. 나는 이것들이 물리에서 가장 중요하지 않을까 한다. 그 중에서도 뉴턴의 제1, 2, 3법칙인 관성의 법칙, 가속도의 법칙 작용·반작용의 법칙이 더 중요하다고 생각한다. 아직 내가 푸는 물리문제들이 전문적이고 다는 아니지만 대부분이 이 3법칙 중 하나는 사용된다. 그만큼 기초적이고 중요하단 뜻이 아닐까.
이 책은 총 5장으로 나누어 각 장마다 실생활에서 사용되는 예를 들어 설명해주고 끝부분에는 그 장과 관련된 문제가 실려 있다. 그저 설명이 아닌 실생활의 예를 들어보니 더 쉽고 간단하게 느껴진다.
우선 첫 장에서는 역학의 기본 법칙인 뉴턴의 법칙에 대해 나와 있다. 관성의 법칙에서 아주 간단히 지구를 예로 들어있다. 우리는 지구 안에 있고 중력의 영향을 받으므로 지구가 자전과 공전을 할 때 같이 돌고 있다는 소리이다. 또한 만약 지구가 순간이라도 회전을 멈춘다면 관성에 의하여 모든 물건들은 지구 밖으로 튀어나갈 것이라고 한다. 작용·반작용의 법칙에서는 대표적으로 증기의 예가 있다. 물을 끌여 증기를 뽑아서 좁은 입구로 분출한 것으로 심지어는 기원전 2세기 때 이를 이용해 기구도 만들었었다. 하지만 노예를 싼 값에 부릴 수 있었기 때문에 실용화 되지는 않았다고 한다. 또한 뉴턴은 증기기관으로 자동차를 설계하기도 했다.
두 번째 장은 속도에 관해 설명하였다. 이 장에서는 여러 가지 예가 있지만 가장 흥미로운 것으로 급행열차를 세우지 않고도 승객을 오르내리락 할 수 있는 방법에 관한 것이다. 물론 이 책의 저자는 그런 것이 가능하고 실현된다면 엄청난 양의 에너지를 아낄 수 있을 것이라고 한다. 각각의 역에는 원판이 있고 열차는 그 원판의 주위를 돌아간다. 원판 역시 같은 속도로 돈다면 아주 간단히 열차를 오르락 내리락 할 수 있을 것이라고 한다. 그러나 내 생각엔 이 역시 불가능하다. 위험이 크기 때문이다. 만약 그 원판 끝에 있다면 꽤나 빠른 속도 일 것이다. 그렇다면 원심력 또한 매우 크게 작용하게 된다. 만약 끝에 보호대가 있지 않다면 원판 밖으로 쉽게 밀려나갈 것이다. 그렇다고 보호대 같은 것을 설치한다면 타기 번거로울 것이다. 또한 열차 보다 길이가 긴 회전원판을 만들고 그 회전원판을 열차 속도만큼 돌린다면 그 전기 비용도 꽤나 들 것이다.
3장에서는 만유인력에 대해 나와 있다. 만유인력은 말 그대로 모든 물체는 물체를 끌어당기는 힘이 존재한다는 것이다. 사람과 사람 사이에도 이 만유인력이 존재하지만 마찰력이 더 커 느끼지 못 할 뿐이다. 이 곳에는 아주 재미있는 예로 태양의 인력 대신에 쇠줄로 태양과 지구를 연결해서 지구의 공전을 유지하려면 쇠줄이 얼마나 필요할까가 있다. 이 곳에 사용되는 쇠줄을 1제곱밀리미터에 100kg이라는 장력을 견대 낼 강철로 한다면 지름이 5km인 강철기둥의 단면적은 약 2천만제곱미터이므로 2조 톤의 짐까지 견딘다. 이런 강철기둥이 200만 개나 필요하다. 그만큼 태양의 인력이 강함을 느낄 수 있다.
4장은 힘과 마찰이다 이곳에서는 개미를 예로 들고 있다. 개미는 먹이를 들고 협력해서 움직이고 있다. 그러다가 장애물을 만나면 다른 방향으로 돌아간다. 그러나 사실 장애물을 만나면 개미들은 각자 자기 생각대로 움직인다. 그 힘들의 합력으로 움직이는 것이다. 따라서 합력의 반대 방향을 가려는 개미를 죽이면 오히려 더 빨리 갈 수 있다. 그리고 만약 지구에서 마찰이 없다면 물체들은 서로가 무겁거나 가볍거나 크거나 작거나를 불문하고 그들은 서로 의지 할 수 없게 된다. 소리 또한 줄어들지 않고 계속해서 울려 퍼질 것이다.
5장에서는 회전운동에 대해 나와 있다. 회전운동에 대해 재미있는 실험이 있다. 바퀴를 빨리 돌리면 원심력이 중력보다 더 세질 수 있다. 그리고 새싹은 지구 반대 방향으로 싹을 튼다. 따라서 빠른 속도로 회전하는 바퀴에 씨를 심으면 뿌리는 바퀴 바깥 족에 싹은 바퀴 안쪽으로 트게 되어 있다.
힘에 대해 읽으면서 한 가지 생각이 떠올랐다. 과연 이 간단한 듯하고 당연한 일에 대해 거스르는 현상이 우리 눈 앞에 벌어질 수 있을까? 지금 까지 그런 일이 없었으므로 없을 수도 있고 아직 세상이 끝난 일도 아니므로 없다고 할 수는 없다. 이 문제는 미래에 생각해도 마찬가지 일 것이다. 없다고 할수도 없고 있다고 할 수도 없다고 말이다.