아이작 뉴턴의 운동 법칙

역사상 가장 위대한 과학자 중에 한 명인 아이작 뉴턴은 역사를 바꾼 3대 사과 중 하나인 '뉴턴의 사과'를 발견한 사람이다. 아이작 뉴턴은 미적분과 중력, 백색광이 여러 가지 색이 모여 있는 빛이라는 것을 밝혀냈다. 또한 아이작 뉴턴은 고향으로 돌아갔을 때 세 가지 운동 법칙도 탄생시켰다. 지구상에서 느끼고 있고, 실생활에 적용되는 그 세 가지 운동 법칙은 무엇일까?

 

역사를 바꾼 사과

제1운동 법칙

속력이나 방향을 바꾸는 힘을 받지 않는다면 물체는 등속 운동을 계속하거나 계속 가만히 있는다. 이것이 '관성의 원리'이다. 하지만 제1운동 법칙은 마찰이 없는 공간에만 적용된다. 우주 같은 환경에서만 가능한 것이다. (놀라운 사실! 우주도 여러 힘이 존재하여서 마찰이 전무하지는 않다고 한다.)

 

제1운동 법칙은 힘과 운동을 이해할 때 기준이 된다.

 

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제2운동 법칙

가속을 일으키는 힘은 물체의 질량에 비례하게 된다. 가만히 서 있는 물체를 1분에 시속 100km로 움직이게 하려면 자동차의 질량 곱하기 단위 시간당 속력 증가량에 해당하는 힘을 가해야 한다.

 

 'F = ma',  <F=힘, m=질량, a=가속도>

 

제2운동 법칙과 관련한 실험을 방송에서 많이 봤을 것이다. 진공 상태에서 깃털과 볼링공을 같이 떨어뜨리면 두 물체는 같이 바닥에 떨어진다. 진공 상태 즉, 마찰이 없는 상태일 때 적용된다.

 

제2운동 법칙은 힘과 가속의 관계를 설명한다.

 

 

제3운동 법칙

모든 힘의 작용에 대해 크기가 같고 방향이 반대인 반작용이 발생한다. 군대에서 총을 쏘았을 때 어깨에 그 반동이 느끼는 것이 반작용이다. 사람들이 지면을 딛고 점프를 뛰었을 때 지구를 미는 것이 된다. 지구가 우리보다 매우 무겁기 때문에 밀리는 것이 알보이는 것이다.

 

제3운동 법칙은 모든 작용에는 반작용이 있다는 것이다.

 

아이작 뉴턴의 운동법칙 적용되지 않는 물체

뉴턴의 운동 법칙은 빛의 속도로 움직이거나 질량이 매우 작은 것들은 유효하지 않다. 빛의 속도로 움직이면 질량이 무한대가 된다는 것과 질량이 무한대가 되면 시간이 느려진다는 것등 인데 이것은 아인슈타인의 상대성 이론과 양자역학으로 설명할 수 있다.

 

 

과학의 일반화(과일) 끝.