[물리1 칼럼] 3. 운동량과 에너지 이야기 - 이투스 조윤호
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안녕하세요~!
이빨은 영어로 투스!
이투스 강사 조윤호입니다!
세번째 글이네요!
오늘도 뭐 쓸지 고민하다가...!
편히 읽고 편히 생각정리 할 수 있는 내용을 쓰기로 했습니다.
요새 다들 사탐런 하기에... 진중한거 하면 다들 힘들어 하는거 같아! 조금 힘이 빠지더군요ㅎ
무튼, 각설하고!
주제는 운동량 (P)와 에너지(E)입니다.
많은 학생들이 운동량과 에너지의 효용성에 대해선 잘 압니다.
1)운동량은 충돌하는 상황에서 보존되기에 유용하며
2) 에너진, 탄성 충돌 or 마찰력이 없는 상황에서 물체의 운동 분석에 유리하다!
but! 저는 학창시절 때 늘 궁금했습니다.
유용한건 알겠는데... 이건 어떤 맥락에서 태어난 개념들일까?
시작.
운동량 보존 개념은 저 멀리!
뉴턴의 시대로 올라가야 합니다.
(맨 위의 가발을 쓴 건, 뉴턴의 초상화. but, 뉴턴이 좋아한 초상화는 아니라고 합니다. 머리가 풍성해서 보기 좋아보이지만, 검은 옷이 좀 없어보여서... 맘에 들지 않았던거 같습니다.)
뉴턴은 선대의 학자들 (a.k.a 어깨위 거인, ex: 갈릴레오 갈릴레이)의 도움을 받아 뉴턴의 운동법칙을 정립합니다.
뉴턴의 운동 3법칙은 작용 반작용 법칙이죠.
충돌하는 두 물체는 같은 크기의 반대 방향 힘을 받는다!
이를 이용하면 운동량 보존의 법칙은 자연스럽게 유도됩니다.
자!
이 시기...
영국과는 가깝고도 먼 땅, 하노버!
하노버의 자랑! 천재, 라이프니츠가 있었습니다.
말도 많고 탈도 많았던 뉴턴의 라이벌 중 하나죠.
다들 들어봤겠지만, 라이프니츠는 뉴턴과 1675년! 일이 시작되기 시작합니다.
미적분 발명의 우선권을 두고 논쟁하죠!
안타깝게도...
승자는 뉴턴!
(훗날, 라이프니츠는 왕립학회에 이 논쟁을 해결해 달라고 부탁을 하지만...
왕립학회의 대가리는 뉴턴이 잡고 있었기에! 해결될 리 만무하죠!)
무튼!
라이프니츠는 물리학에도 조예가 깊었어요.
라이프니츠가 추종했던 개념은 운동량이 아닌 바로!
vis viva!
활력 개념입니다. 이를 수학적으로 바꿔보면,
운동 에너지랑 비슷하죠? 1/2 없는 거 제외하곤!
이 개념은 어디서 왔느냐?
갈갈(갈릴레오 갈릴레이)이 선생님으로부터 왔습니다.
갈갈 선생님은 물체의 많은 운동을 연구하셨어요.
그중 하나는,
이후...
많은 학자들이 고생하여!
에너지 개념이 확립되었습니다.
꼴은 나중에 만들어 졌어요. (코리올리에 의해)
결론만 얘기하자면!
1. 운동량 개념, 운동 에너지 개념은 물체의 운동을 분석하는데 도움을 주는 중요한 도구!
우리는 이 둘을 적절하게 잘 사용하면 된다!
2. 물리학의 모든 개념은 이유 없이 튀어나오진 않아요. 다양한 학자들의 손을 거쳐서 만들어 집니다. 여러분들이 배우는 뉴턴의 운동 법칙도 실상, 뉴턴 위의 다양한 학자들의 손을 거친 개념이고 이를 뉴턴이 보기 좋게 정리했다는 것!
이렇게 쓰니 더 사탐 런 할거 같네 ㅡ.ㅡ
모두 물리 열공하길!
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크...감사감사!