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공리 , 즉 운동 법칙
운동법칙1
물체에다 힘을 가해서 그 상태를 바꾸지 않는 한 모든 물체는 가만히 있든 일정한 속력으로 직선운동을 하던지 계속 그 상태를 유지한다.
허공으로 던진 물체는 공기 저항 때문에 속력이 느려지고 지구의 중력 때문에 아래로 떨어지지만 그런 힘들이 없다면 계속 똑바로 움직인다. 팽이의 각 부분들은 응집력 때문에 직선 운동에서 계속 벗어나게 되는데, 만약 공기의 저항이 그 속력을 늦추지 않으면 팽이는 영원히 돌게 된다. 행성들이나 혜성들 같이 거대한 물체들의 저항이 거의 없는 공간에서 움직일 때, 그들은 앞으로 나아가는 운동과 회전 운동, 둘 다 아주 오랜 시간 계속 유지하게 된다.
<뉴턴, 프린피키아>중에서...
뉴턴의 제1법칙인 관성의 법칙에 대한 설명이다. 관성의 법칙은 뉴턴의 관성의 법칙, 또는 갈릴레이의 법칙으로 불리기도 한다. 물체는 외부에서 힘이 작용하지 않는 한 즉 알짜힘이 0이면, 하려던 것을 계속 하려는 성질을 갖는다. 관성에는 정지관성과 운동 관성이 있다. 관성의 크기를 결정하는 것 중 하나는 물체의 질량이다. 관성과 질량은 비례관계이다.
다른 말로 하면 관성이 크다는 것은 하려던 것을 계속하려는 성질이므로 다른 것으로 변화시키기 어렵다는 말이 되기도 한다. 즉 저항력이 존재하는 것 같이 느껴지기 때문에 이를 관성력이라 하며 저항력이란 의미로 관성 저항이라 부르기도 한다.
운동법칙2
운동이 바뀌는 정도는 가한 힘에 비례한다. 그리고 운동이 바뀌는 방향은 힘을 가한 것과 똑같은 방향이다.
어떤 힘이 어떤 운동을 낳으면, 두 배의 힘은 두 배의 운동을 낳으며 세 배의 힘은 세 배의 운동을 낳는다. 힘을 한꺼번에 가하든 천천히 차례차례 가하든 마찬가지이다. 이 운동은 항상 힘을 가한 것 과 같은 방향으로 생기는데 만약 물체가 이미 움직이고 있었다면 그 방향이 똑같으냐 아니면 반대냐에 따라 기존의 운동에다 더하거나 빼는 것이 된다. 만약 방향이 서로 비스듬하면 비스듬하게 더하는 것이 되며, 이 경우 새 운동은 두 운동의 정도를 더한 것에서 생긴다.
<뉴턴 , 프린키피아> 중에서...
운동법칙2는 뉴턴의 제2법칙 즉, 가속도 법칙입니다.
공식으로 표현하면 F=ma
물체의 운동량의 시간에 따른 변화율은 그 물체에 작용하는 힘과 같다.
제2법칙을 수식은 아래와 같습니다.
위와 같이 물체 질량이 변하지 않는다면 우리가 아는 F=ma와 같이 쓸 수 있어요.
운동법칙3
모든 작용에 대해서 반드시 그에 대항하여 같은 크기의 반작용이 생긴다. 즉, 두 물체들이 서로 상대방에게 가하는 작용은 크기가 같으며 방향이 반대이다.
어떤 것을 밀거나 당기면 그 물체에 의해서 자신도 그만큼 밀리거나 당겨지게 된다. 손가락으로 돌을 누르면 마찬가지로 돌은 손가락을 누른다. 돌을 줄에 묶어서 말이 끌면 마찬가지로 말은 돌의 방향으로 끌리게 된다. 왜냐 하면 팽팽하게 당겨진 줄은 느슨하게 풀리려고 애를 쓰며, 돌을 말 방향으로 당기는 것과 똑같이 말을 돌 방향으로 당기게 된다. 그러니 줄이 돌을 앞으로 당기는 것만큼 줄은 말이 앞으로 나아가는 것을 방해한다.
어떤 물체가 다른 물체에 부딪쳐 힘을 가해서 운동을 바꿔 놓으면, 서로 같은 크기의 힘이 작용하게 되므로 그 물체 자신의 운동도 마찬가지로 같은 크기 만큼 반대 방향으로 변하게 된다. 이 작용들이 낳는 두 운동 변화는 크기가 같다. 속력의 변화가 같다는 말이 아니고, 운동량들의 변화가 같다. 단 다른 어떤 방해를 받지 않은 경우 그렇다. 운동량의 변화 크기가 같으니 서로 반대 방향으로 바뀐 속력의 변화는 물체의 질량에 역으로 비례한다.
<뉴턴, 프린키피아>중에서..
운동법칙3, 제3의 법칙으로 작용과 반작용의 법칙입니다.
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