라그랑주가 들려주는 운동 법칙 이야기

송은영

저자 : 송은영
고려대학교 물리학과와 같은 대학원에서 원자핵물리학을 전공했다. 제17회 한국 과학기술 도서상을 받았으며, 지은 책으로는 『블랙홀 랑데뷰』, 상대성이론과 아인슈타인에 대해서 쓴 『꿈꾸는 아인슈타인』과 『사고(思考)뭉치 아인슈타인 엘리베이터를 타다』, 『사고(思考)뭉치 아인슈타인 빛을 뒤쫓다』, 『교과서 밖에서 배우는 재미있는 물리 상식, 수학 상식, 과학 상식』 시리즈와 『Mr.퐁 과학에 빠지다』, 『과학 원리로 떠나는 창의력 여행』, 『신나고 재미있는 이야기 속 물리여행(1. 중력이 뭐야, 2.힘과 속력이 뭐야, 3.일과 에너지가 뭐야)』, 『아르키메데스가 들려주는 부력 이야기』, 『레오나르도 다 빈치가 들려주는 양력 이야기』, 『뢰머가 들려주는 광속 이야기』, 『에라토스테네스가 들려주는 지구 이야기』, 『라그랑주가 들려주는 운동 법칙 이야기』, 『빈이 들려주는 기후 이야기』 등 많은 책을 펴냈다.

첫 번째 수업 – 운동에 대한 아리스토텔레스의 생각
두 번째 수업 – 갈릴레이의 실험1
세 번째 수업 – 갈릴레이의 실험2
네 번째 수업 – 뉴턴의 운동 제1법칙
다섯 번째 수업 – 관성에서 질량으로
여섯 번째 수업 – 뉴턴의 제2법칙
일곱 번째 수업 – 벡터와 스칼라 그리고 힘의 3요소
여덟 번째 수업 – 관성력과 몸무제
아홉 번째 수업 – 뉴턴의 제3법칙
마지막 수업 – 뉴턴의 운동 법칙과 결정론

움직이고 있는 모든 물체는

우리가 모르는 자연 속 ‘운동 법칙’의 지배를 받고 있다!

■■■ 물체를 지배하는 우주의 법칙

움직이는 물체는 마찰이 없는 한 계속 움직이려는 성질이 있다. 멈추고자 하는 물체는 계속 멈추고자 한다. 이것이 바로 관성과 운동의 법칙이다. 그렇다면 세상의 모든 물체는 이 운동의 법칙이 지닌 지배력에서 벗어날 수 없는가? 우리가 일상에서 하는 젓가락질에서부터 우주를 유영하는 로켓에 이르기까지의 모든 운동의 법칙을 이 책이 쉽게 설명한다.

■■■ 천체를 둘러싼 비밀이 곧 우리의 운동 법칙

우리 은하계는 적당한 중력과 운동의 법칙에 의해 궤도가 유지되고 있다. 물리학은 천체학에서부터 비롯되었다는 사실은 결코 쉽게 넘길 일이 아니다. 행성과 지구가 나누고 있는 힘의 상관관계를 파악했던 천체학자들이 천체물리학을 거쳐 물리학의 학자가 되었으며, 물리학자인 아인슈타인이 궁극적으로 파헤친 분야가 우주였다는 사실은 우리 은하계의 행성들이 지닌 중력의 이론을 설명하고 있다.

■■■ 하나의 물질이 가진 우주를 찾아가는 법칙

라그랑주는 뉴턴 이후에 확고하게 굳어진 물질의 이론에 더욱 큰 힘을 실어준 학자였다. 그의 이론에 의하면 어떠한 물질도 ‘운동’의 지배를 벗어날 수 없다는 것이다. 운동의 법칙을 대표하는 ‘관성의 법칙’은 라그랑주의 논문에 의해서 확립되었다고 할 수 있다. 벡터와 스칼라! 교과서에서 익히 들어온 낯선 개념을 이 책을 통해 즐겁게 만나자!

■■■ 이 책의 구성 및 장점

― 개정된 교육과정을 반영하여 각 수업마다 연관되는 교과연계표를 삽입하였다. 즉, 교과 공부에도 도움을 주도록 하였다.

― 각 수업마다 ‘만화로 본문 읽기’ 코너를 두어 각 수업에서 배운 내용을 한 번 더 쉽게 정리할 수 있게 하였다.

― 꼭 알아야 할 중요한 용어는 ‘과학자의 비밀노트’ 코너에서 보충 설명하여 독자들의 이해를 도왔다.

― ‘과학자 소개.과학 연대표.체크, 핵심 내용.이슈, 현대 과학.찾아보기’로 구성된 부록을 제공하여 독자에게 본문 주제와 관련한 다양한 정보를 제공하였다.

■■■ 추천사

무심코‘원래 그래!’라고만 생각했지만 지구상에서 움직이고 있는 모든 물체는 지구 전체에 그 손길을 뻗고 있는 보편적‘운동 법칙’의 원리에 따라 움직이고 있었다.

아리스토텔레스, 갈릴레이, 그리고 뉴턴의 제1법칙·제2법칙·제3법칙으로 이어지는 통쾌한 법칙 발견의 현장과 명쾌한 그 운동 법칙의 설명!

이제 모든 물체의 움직임이 여러분의 눈에 보이기 시작한다.

*아리스토텔레스: 운동을 계속 이어 나가려면 힘을 주어야 한다.

*갈릴레이: 마찰이 없으면 추가 힘을 주지 않아도 물체는 계속 운동을 이어갈 수 있다.

*뉴턴: 정지한 물체는 계속 정지하고 싶어 하고, 움직이는 물체는 계속 그 상태를 유지하고 싶어 한다.