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[물리하마] 작용 반작용: 뉴턴 3법칙, 상호작용, 힘의 평형 : 하마야, 왜 울고 있어? : 나 오늘 친구랑 부딪혀서 혹났어..ㅠㅠ : 그렇구나, 어쩜 아프겠다. 부딪힌 친구도 많이 아프겠는걸? : 무슨 소리! 내가 그냥 일방적으로 당한거야. 나만 맞은거라구. : 그치만 힘은 그렇게 일방적으로 작용할 수 없어.. 이번에는 뉴턴 힘 법칙 시리즈 세번째! 마지막 법칙인 3법칙에 대해서 알아보려고 해요. 이걸 배우면 하마가 왜 일방적으로 당하기만 한게 아닌지 대답할 수 있어요. 힘의 3요소 어떤 힘을 나타냈다라고 하면 거기서 알아낼 수 있는 정보는 세 가지가 있는데요, 이를 힘의 3요소라고 해요. 힘은 보통 위와 같이 화살표로 표시하는데요, 화살표의 시작점이 있는 곳이 힘을 받는 물체가 있는 곳이고, 화살표의 방향이 힘의 방향, 화살표의 길이로 힘의 크기를 대략적으로 ..

[물리하마] 가속도 법칙: 힘을 받으면 어떻게 되는가, 뉴턴 2법칙, F=ma 오늘 알아볼 내용은 물리를 배우는 중인 사람이라면 툭 치면 내뱉어야 한다는 그 공식! 바로, ‘힘이 작용하면 물체는 어떻게 되는가?’에 대한 내용입니다. 뉴턴 은 에서 움직임에 대한 법칙을 딱 세 가지로 정리하여 멋지게 내놓는데요, ① 관성의 법칙: 물체의 기본 상태는 무엇인가 ② 가속도 법칙: 물체를 건들면 어떻게 되나 ③ 작용-반작용 법칙 입니다. ① 관성의 법칙은 지난번에 다뤘고, ③ 작용·반작용 법칙은 곧 다룰거에요. 오늘은 ② 가속도 법칙에 대해 보겠습니다. 뉴턴이 정리한 가속도 법칙은 아래와 같은데요, 쉽게 말해서 힘을 주면 속도가 변한다는 말이에요. 지난번에 속도가 변하는 걸 가속도 운동이라고 했죠? 그러니까 '힘을 주면 가속도 운동을 한다'라고 정리할 수 있어요. 그러면 그 가속도는 얼만큼..

[물리하마] 속도와 가속도: 운동 표현하기 저번에 다룬 '관성'에 이어서 운동의 기본에 대해 알아보려고 해요. 물리 좀 한다 하는 사람이라면 '물체를 요렇게 건들면 어떻게 움직이는지' 정도는 대답할 수 있어야겠죠? 이런 걸 다루는 분야를 '역학'이라고 해요. 건들면 어떻게 움직이는지에 대해 대답하려면 현재 상태에 대해 표현할 방법이 있어야겠죠? 예를 들면, 하마 지금 몸 상태는? : 키는 150cm, 몸무게는 1.5톤, 혈압은 120/70 이야. 하마 지금 바깥 상태는 어때? : 온도는 14도, 미세먼지 는 54μg/m3, 강수 확률 20%야. 하마 지금 운동 상태는? : 음... 운동 상태를 표현하려면 기본적으로 시간과 위치가 있으면 되는데요, 잠시 후의 위치는 지금 속도에 의해 결정되고, 잠시 후의 속도는 지금 가속도에 의해 결정되니까 속도와..

[물리하마] 관성: 운동의 기본 of 기본, 뉴턴 1법칙, 관성의 법칙 : 똑똑이 하마야, 나 궁금한게 하나 있어. : 뭔데? : 버스안에서 공을 천장으로 던지면 공은 뒷자리에 떨어질까? 그럴것 같지?!! : 아이고, 아직 관성에 대해서 모르는구나. 내가 알려줄게. 달리는 버스 안에서 점프하면 어디에 착지하게 될까요? 점프했던 그 자리? 아니면 약간 뒤? 혹은 달리는 기차에서 문 밖으로 공을 던지면 앞으로 굴러갈까요? 뒤로 굴러갈까요? 관성에 대해 알면 너무나도 쉬운 문제에요. 내가 이제 막 우주를 창조하는 신이 되어 우주의 규칙들을 만든다고 해봅시다. 누가 물체를 건들면 어떻게 운동할건지를 정해야겠죠? 나는 신이니까 뭐든 설정할 수 있어요. 그냥 직선으로 쭉 가게 할 수도, 등속 원운동을 하거나, 뒤뚱뒤뚱 거리고 빙글빙글 돌게 할 수도 있겠죠. 정하기 나름이에요. 하지만 ..

[물리하마] 원자 모형 변천사: 돌턴, 톰슨, 러더퍼드, 보어, 음극선 실험, 알파입자 산란실험 지난 글에서는 원자라는 아이디어가 자리 잡기까지의 과정을 고대 그리스 학자들부터 돌턴까지 훑어봤어요. 이번 글에서는 그 이후의 상황에 대해서 알아볼게요. : 그래 어쨌든 원자라는 건 알겠어. 근데 그게 어떻게 생겼는지는 누가 보고 온 거야? 너무너무 작다며! ‘눈’으로 보고 온 건 아니지만 많은 과학자들이 ‘실험’을 통해 보고 왔어요. 그러면서 그냥 공 모양이었던 원자 모형이 세밀하게 다듬어졌는데요, 그 과정을 따라가볼게요. 돌턴에서 출발하자 지난 글 마지막 부분에서 돌턴이 원자에 대해 정리하여 발표한 내용을 이야기했었죠. 거기부터 다시 출발해보려고 해요. 일단 돌턴의 생각에는 ‘더 이상 분해할 수 없는’ 것이 원자였기 때문에 사실 모형이랄 것도 없어요. 쪼개서 더 나오는게 없으니 복잡한 구조도 필요가 ..

[물리하마] 만물의 근원에 대한 이야기들: 일원론, 4원소설, 원자론, 원소설, 원자론 확립 과정 몸을 누일 거처를 찾고, 배를 불릴 식량을 이제 겨우 확보하게 된 인간에게 드디어 사유의 시간이 생겼습니다. 인간은 어떤 질문을 하고, 어떤 답변을 했을까요? ‘이건 뭐지?’, ‘저건 왜 저렇지?’와 같은 것들이었겠죠? 사실 지금도 그 질문은 계속되고 있고요. 라는 질문에 고대부터 사람들은 여러 가지 답변을 내놓았는데요. 그것이 지금 우리가 아는 것이 되기까지 어떤 말들이 오고 갔는지 살펴보려고 해요. 그 답은 크게 ①고대 그리스와 ②과학 혁명 이후에 집중적으로 쏟아져 나왔는데요, 오늘 이야기도 시기에 따라 이렇게 두 덩어리로 나누어 보려고 해요. ① 고대 그리스 사람들의 대답 만물의 근원은 하나다! ▸대표 인물: 탈레스, 아낙시메네스, 헤라클레이토스, 파르메니데스 그리스의 철학자 파르메니데스는 일원론으..

[물리하마] 세상은 다 무엇으로 이루어져 있나?: 물질의 구성, 원자, 전자, 원자핵 : 물리 공부를 해보기로 했는데, 뭐부터 해야할지 모르겠어. 물리는 온 세상이 어떻게 돌아가는건지 대답해주는거 아니야? 범위가 넓으니까 질문할 것도 너무너무 많아. 우주는 어떻게 시작된거지? 하늘은 왜 파랗고? 세상은 다 뭘로 만들어진거야? 시간은 뭘까? 이건 이렇게 움직이는데 저건 왜 저렇게 움직이지? 자, 사실 이 중 어떤 질문에서 출발해도 좋아요. 서로 얽혀있기 때문에 어디서 출발해도 결국 다 만나게 되거든요. 오늘은 그 시작으로 '세상은 다 뭘로 만들어진거야?'라는 질문이 좋을 것 같네요. : 근데 생각해보니까 질문이 좀 진부하긴 해. 사실 나도 알아. 작은 알갱이(?), 입자(?) 같은걸로 다 만들어진거잖아. 근데 그게 정확히 뭔지는 모르겠어. 이름도 너무 많아. 입자? 분자? 미립자? 전자? ..

[물리하마] 차원이 뭐예요?: 점, 선, 면, 입체, 플랫랜드, 4차원시공 우리는 ‘차원’이라는 말을 아주 많이 쓰고 있지만 여기에서 우리가 말하고자 하는 차원은 조금 차원이 달라요(?). 긴 과학의 여정을 떠나려면 차원의 개념을 잘 지니고 있는 것이 좋습니다. 같이 알아봐요. : 실수? 무한차원? 무슨 말인지 모르겠어.. 데카르트 는 "차원은 한 점의 위치를 정하기 위해 필요한 수치의 개수"라고 했어요. : 하마야, 점 위에서 점을 나타내려면 몇개의 숫자가 필요할까? : 점 위에 있는 점인데 숫자가 따로 필요한가요? : 똑똑한 하마구나, 숫자는 0개 필요한거니 차원의 정의에 따라 이건 0차원이라고 볼 수 있지. : 계속 해보자. 선 위에서 점의 위치를 나타내려면 몇 개의 숫자가 필요할까? : 선 위에 있는거니까 한 개는 있어야겠어요. : 맞았다, 그래서 직선은 1차원으로 볼 ..

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