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뉴턴의 세가지 운동법칙

by 단국사범생 2022. 3. 11.
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뉴턴은 크게 세가지 운동법칙을 정의내렸고 이는 모든 고전역학 운동들의 대한 하나의 큰 토대가 되는 내용이 된다. 이에 대한 자세한 내용은 뉴턴의 저서 프린키피아라는 책에 매우 구체적으로 적혀있다.

 

뉴턴의 초상화 그림

  • 첫번째법칙 : 관성의 법칙

첫번째는 관성의 법칙이라는 법칙이 작용한다. 이 의미는 어떤 물체든 간에 그 물체는 현재 자신이 지닌 운동의 특성에서 벗어나고 싶어하지 않는 다는 법칙이다. 만약 물체가 정지상태에 있다면 그 물체는 관성에 법칙에 따라 정지해 있고 싶어하는 경향이 있다고 표현할 수 있다. 반대로 어떤 물체가 만약 특정 방향으로 등속운동 중이었다면 그 물체는 그 방향으로 계속 등속운동을 하고싶어 하는 경향이 있다는 것이다. 

 이 법칙을 가장 잘 나타내주는 예시는 바로 차 안에서 급출밯할때 우리의 몸이 뒤로 쏠리는 현상이다. 우리의 몸은 출발전의 상태, 즉 정지상태에 머무르고 싶어하는 경향이 있어 급출발을 하면 처음상태로 되돌아갈려해 몸이 뒤로 쏠리게 되는 것이다.(몸이 뒤뢰 쏠려야 처음 위치의 상태로 돌아가는 상황이 나타나게 되므로)

 

  • 두번째 법칙 : 가속도의 법칙

두번째는 가속도의 법칙이다. 이는 우리가 가장 잘 알고있는 공식 F = ma 공식을 살짝만 변형해 a에 대해서 정리하면 알 수 있다. a는 꼴로 정리해 보면 a는 힘과는 비례하고 질량과는 반비례함을 알 수 있다. 즉, 어떤 물체의 가속도는 그 물체에 어떤 힘을 가해주냐, 그 물체가 가지고 있는 질량의 정도는 어느정도냐에 따라서 갈릴 수 있다는 논리이다. 단순히 생각해보면 에프는 엠에이를 수식 변환해서 그냥 말장난을 친다는느낌을 받을 수 있는데 의미적으로 해석해 보면 여러가지로 다양한 해석이 가능하므로 이를 두번째 법칙이라 정의한다.

 

  • 세번째 법칙 : 작용 반작용 법칙

세번째는 작용 반작용의 법칙이다. 이 법칙을 잠깐 설명해 보자면 어떤 물체에 특정한 힘을 가했을때 그 물체도 힘을 가가해준 주체에 대해서 동일한 힘으로, 그리고 반대방향으로 그 주체에게 힘이 저절로 가해진다는 의미이다. 예를 들어 내가 벽을 오른쪽으로 20의 힘으로 밀었다면 미는 동시에 벽도 나를 20의 힘으로 왼쪽으로 밀게된다는 소리가 된다. 

 

 이렇게 세가지 뉴턴의 법칙에 대해 개념들과 그 예시에 대해 알아보았다. 사실 이런 개념적인 부분들은 물리 문제를 풀때 매우 쉬운 개념 수준의 문제에서만 나오며 실실적인 킬러문항들은 모두 F = ma를 수식적으로, 상황적으로 계산하는데에서 비롯되기 때문에 사실상 그렇게 막 중요한 내용이다 라고 할 것 까진 없지만 그래도 한번 알아두고 가면 훗날 매우 편리하게 써먹을 수 있기에 이렇게 정리해 보았다.

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