운동과 힘의 비밀을 풀어낸 아이작 뉴턴

안녕하세요! 과학을 쉽게 설명하는 과학 유튜버 석군입니다.

오늘은 고전 역학의 시초가 된 뉴턴 역학과 그 업적에 대하여 이해하기 쉽게 설명드릴께요!

1. 뉴턴 역학이란?(즉, 고전 역학이란?)

고전 역학이라고도 알려진 아이작 뉴턴의 역학은 물체의 움직임과 그 움직임을 유발하는 힘을 다루는 물리 이론입니다. 그것은 17세기 말 영국의 물리학자 아이작 뉴턴(Isaac Newton, 1642-1727)에 의해 개발되었으며 인류의 물리학 분야에 가장 중요한 공헌 중 하나로 간주됩니다.

2. 대표 업적 하나! 뉴턴의 운동 법칙!

뉴턴의 역학은 물체에 작용하는 힘과 물체의 운동 결과 사이의 관계를 설명하는 세 가지 운동 법칙을 기반으로 합니다. 

 제1법칙 관성의 법칙 : 첫 번째 법칙은 정지한 물체는 정지 상태를 유지하고 운동 중인 물체는 힘이 작용하지 않는 한 등속 운동을 유지한다는 것입니다. 출발하는 버스에서 우리 몸이 뒤로 쏠리는 현상과 급정거하는 버스에서 우리 몸이 앞으로 쏠리는 현상 바로 이거죠!

 제2법칙 가속도의 법칙 : 두 번째 법칙은 물체의 가속도는 물체에 적용된 알짜 힘에 정비례하고 질량에 반비례한다는 것입니다. 그 유명한 F=ma 공식! 간단히 물체를 움직이는 힘이 클수록 물체는 빠르게 움직이지만 물체가 무거울수록 그 힘은 더 크게 든다는 거죠!

 

 제3법칙 작용 반작용의 법칙 : 세 번째 법칙은 모든 행동에 대해 동등하고 반대되는 반응이 있음을 나타냅니다. 쉽게 말해 벽을 주먹으로 치면 벽에 힘이 가해지지만 그 힘 만큼 벽도 나를 밀쳐내기에 내 주먹이 아프다는 거죠!ㅎㅎ

지금은 당연하게 생각하는 이것들을 뉴턴이 수학으로 공식화 한 것입니다.

3. 미적분학의 탄생!

운동 법칙 외에도 뉴턴은 물체의 운동을 설명하고 예측하는 데 필요한 수학적 도구를 개발했습니다. 그는 시간 경과에 따른 물체의 위치, 속도 및 가속도를 정확하게 계산할 수 있는 미적분학의 개념을 도입했습니다. 이 수학적 틀은 천체의 움직임과 같은 복잡한 물리적 시스템을 분석하는 데 필수적입니다. 즉, 수포자를 대량 탄생케한 주범!!

4. 만유인력의 법칙 탄생!

뉴턴은 위의 운동 법칙과 미적분학을 통해 그 유명한 만유인력의 법칙을 만듭니다! 사실 중력의 존재는 그 이전부터 추상적으로는 알고 있었지만 뉴턴이 이를 정량적이고 수학적으로 기술한 것이죠. 

뉴턴에서 비롯된 고전 역학은 과학과 공학의 많은 분야에서 광범위한 영향을 미칩니다. 하늘에 있는 천체의 움직임에서 일상적인 물체의 설계에 이르기까지 고전 역학의 원리는 물리적 세계를 이해하는 데 기본이 됩니다. 그것은 아원자 입자에서 전체 은하에 이르기까지 크기가 다양한 물체의 움직임을 분석하는 데 사용되며 자연 세계를 이해하는 데 계속 중심적인 역할을 합니다.

고전역학의 발전 이후 물리학의 많은 발전에도 불구하고 뉴턴의 연구는 현대 물리학의 초석 중 하나로 남아 있습니다. 뉴턴이 도입한 운동 법칙과 수학적 도구는 계속해서 새로운 세대의 과학자와 연구자들에게 영감을 주고 있으며, 그의 아이디어는 자연 세계를 이해하는 데 계속 중심적인 역할을 하고 있습니다.

자! 잘 따라오고 계시나요? 그럼 이제 다음으로 넘어가 보자구요!

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