쉬운 물리

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개요[+/-]

이 책은 물리학을 배워본 적이 없는 사람도 이해할 수 있는 쉬운 물리 책이길 바라면서 쓴다. 수식을 쓰지 않고 물리책을 쓰는 것은 불가능하지만, 엄밀한 정의를 최대한 건너 뛰고 개념적으로 설명하는 것이 가능하다는 것이 이 책의 철학이다. 얼마나 주저리주저리 늘어지는 책이 될까는 걱정이 되지만 최대한 쉬운 이해가 어떤 것인가 고민해보기로 하자.

물리학은 무얼 하나[+/-]

같이 생각할 수 있는 문제 만들기[+/-]

물리를 한다는 것은 나와 내 주변이 무엇으로 이루어져 있고 어떻게 움직이나를 생각하는 것이다. 내 주변에서 일어나는 일들의 예를 들면, 공 던지기 놀이, 텔레비전, 연못의 파도, 냉장고 같은 것들이 있다.

공 던지기 놀이를 하다 보면 어떻게 해야 공을 세게 던지나, 공이 얼마나 빨리 날아가는가 하는 궁금증이 생긴다. 물리학에서 가장 중요한 질문은 무엇을 알고 싶은가가 아닐까 한다. 물리학은 답이 있는 문제를 생각하는데, 이 때 다른 사람도 똑같은 생각을 할 수 있도록 해야 한다. 어느 정도 '공이 날아간다' 것이 무엇인지 합의가 되어야 한다.

이는 게임의 룰을 정하는 것과 같다. 가령 공 굴리기를 생각해보자. 작은 공이면 별 상관이 없지만 큰 공을 굴리는 시합에서 공의 끝이 결승선을 통과할 때 굴리기가 끝났는지, 아니면 공의 중심이 결승선 통과할 때 끝났는지를 정해야 게임을 할 수 있다.

어떻게 세상을 그릴까[+/-]

중학교의 물상 책을 펼치면, 맨 앞페이지부터 나오는 수많은 용어에 질려서 물리학의 세계에 진입하기 힘들다. 속력, 속도, 변위, 위치... 일상 생활에서 접하는 말도 있지만 일본식 한자어를 그대로 들여와서 처음 봤을 때 전혀 감이 안 오는 단어도 있고.

일단은 이런 것을 건너 뛰고 무얼 이야기하고자 하는가를 생각하는 게 낫다.

물리학의 역사 속에는 뛰어난 몇몇 사람도 있지만 다른 분야와 같이 인류가 지혜를 모아 발전시켜왔다. 그것을 감안하고 대강 이야기하자면(과학사적인 정리는 뒤에 하겠다), 갈릴레이가 물체의 운동을 이야기 할 때 얼마나 빨리 떨어지는가를 이야기하는 것이 중요하다는 것 알았다.

일상 생활의 물리학(고전 물리학)[+/-]

고전 물리학은 물체의 움직임으로 모든 것을 설명하려는 노력이다. 따라서 다음과 같은 순서로 생각을 정리하는 것이 좋겠다.

  1. 물체의 위치를 기술하는 방법
  2. 뉴턴의 생각

물체의 위치를 기술하는 방법[+/-]

[+/-]

갈릴레이의 중요한 발견은 다음과 같다. 일정한 속도로 움직이는 것이 자연스러운 것이다.

다른 말로 일정한 속도로 움직이지 않는 것은 무언가 자연스러운 운동을 바꾸는 것이다.


뉴턴[+/-]

뉴턴은 운동 법칙

뉴턴의 운동 법칙은, 앞서 이루어진 관찰을 실제 값으로 연관지을 수 있도록 한 것이다.

힘 = 질량 x 가속도

특이한 물리학(현대 물리학)[+/-]

현대에 들어서며 고전역학으로 해결 못할 문제가 생겼다. 그래서 그런 점을 보완하며 만들어진 게 상대성이론과 양자역학이다. 상대성이론은 시간과 공간을 포함해 속도, 질량, 크기 등은 관측자의 상태에 따라서 달라진다는 게 상대성이론이라면 양자역학은 매우 작은 입자는 예측하기가 무척 힘들며 입자는 관측하는 형태에 따라 성질까지 달라진다는, 기존의 상식과는 완전히 다른 게 현대물리학이다.