1
00:00:01,045 --> 00:00:06,107
이 영상에서 저는 뉴턴의 제1운동 법칙에 대해 조금 설명 하려 합니다

2
00:00:06,107 --> 00:00:10,345
이것은 라틴어로 된 뉴턴의 이론을 영어로 번역한 것입니다

3
00:00:10,481 --> 00:00:16,200
자, 첫번째 이론: 모든 물체는 멈춰있는 상태를 유지하려 한다

4
00:00:16,200 --> 00:00:21,881
멈춰있는 상태를 유지하려 하거나 운동하는 상태를 유지하려 하는데,

5
00:00:22,004 --> 00:00:28,001
단, 힘이 작용하여 강제로 상태가 바뀌는 것을 제외한다

6
00:00:28,032 --> 00:00:33,133
다른 말로 하자면, 힘이 작용하여 강제로 상태가 변한다거
나 운동을 한다거나,

7
00:00:33,133 --> 00:00:38,933
특히 불균형적인 힘이 작용하는 경우는 조금 뒤에 설명할 
것인데,

8
00:00:38,933 --> 00:00:43,871
이런 경우를 제외할때

9
00:00:43,871 --> 00:00:46,933
모든것은 정지상태를 유지하거나, 같은 속력의 운동을 계속한다는 것입니다

10
00:00:46,933 --> 00:00:50,867
자, 만약 제가 완전히 멈춰 있는 물체가 있다고 하면,

11
00:00:50,867 --> 00:00:58,400
뭘 갖고 있냐면, 우리가 본 물체인데...
제가 돌을 갖고 있다고 합시다

12
00:00:58,400 --> 00:01:07,975
어딘가에 돌을 갖고 있고, 잔디밭 위에 있습니다

13
00:01:07,975 --> 00:01:13,800
만약 아무 일도 벌어지지 않는다면, 이 돌을 계속 관찰
하고 있어도 돌은 움직이지 않을겁니다

14
00:01:13,800 --> 00:01:17,667
만약 돌에 힘이 작용하지 않는다면 돌이 
계속 멈춘 상태로 있는 것이죠

15
00:01:17,667 --> 00:01:23,800
그러므로 첫번째 부분은 꽤 당연합니다:
모든 물체는 멈춘 상태를 유지한다

16
00:01:23,800 --> 00:01:28,667
두번째 부분은 건너뛰고, 단 힘이 작용하였을때는 제외하였을때.

17
00:01:28,667 --> 00:01:33,400
돌은 당연히 힘이 작용하지 않는 한 계속
정지해 있을 것입니다

18
00:01:33,400 --> 00:01:37,267
누군가가 밀거나 굴리거나 무언가를 하지 않으면 
그 상태를 유지할 것입니다

19
00:01:37,267 --> 00:01:41,800
제1법칙에 덜 직관적인 부분은 두번째 부분입니다

20
00:01:41,800 --> 00:01:48,600
모든 물체는 멈춘 상태를 유지하거나 등속직선운동을 한다

21
00:01:48,600 --> 00:01:52,667
단, 힘이 작용하여 강제로 상태가 바뀌는 것은 제외한다

22
00:01:52,667 --> 00:01:57,200
이것이 뉴턴의 제1운동법칙이고, 여기서 제가 잠시 다른
얘기를 해야 겠는데,

23
00:01:57,200 --> 00:02:01,467
왜냐면 여기 이사람이 바로 뉴턴이기 때문입니다

24
00:02:01,467 --> 00:02:05,133
그런데 이 것은 뉴턴의 제1운동법칙인데 왜
이 사람의 커다란 사진이 있을까요?

25
00:02:05,133 --> 00:02:10,933
그 이유는 뉴턴의 제1법칙은 이사람의 관성의 법칙을 
다시 말한것이나 마찬가지이기 때문입니다

26
00:02:10,933 --> 00:02:19,241
이 사람은 - 또다른 사회의 거인 - 바로 
갈릴레오 갈릴레이입니다

27
00:02:19,241 --> 00:02:23,333
그리고 이 사람은 관성의 법칙을 공식화한 
최초의 사람입니다

28
00:02:23,333 --> 00:02:27,175
뉴턴은 그저 말만 조금 바꾸고 자신의 다른 법칙들과
함께 묶어둔 것이죠

29
00:02:27,175 --> 00:02:29,098
하지만 그는 그밖에도 많은 것들을 하였습니다

30
00:02:29,098 --> 00:02:32,664
그러니까 우리는 뉴턴의 제1법칙에 대해 갈릴레오에게 
공을 주어야 합니다

31
00:02:32,782 --> 00:02:34,923
그래서 제가 그를 이렇게 크게 한 것이고요

32
00:02:34,943 --> 00:02:36,733
제가 잠시 딴생각을 하고 있었군요

33
00:02:36,733 --> 00:02:41,467
이제 우리는 힘이 작용하지 않는 한 멈춰있는 물체는 
계속 멈춰 있을것이라는 것을 이해할 수 있습니다

34
00:02:41,467 --> 00:02:44,267
어떤 설명에서는 "불균형한 힘이 작용하지 않는 한"
이라는 것을 볼 수 있는데

35
00:02:44,267 --> 00:02:49,377
'불균형한'이라고 말하는 이유는 물체에 두 가지 힘이 작용할때

36
00:02:49,400 --> 00:02:51,200
두 힘이 균형을 잡을 수도 있다는 것입니다

37
00:02:51,412 --> 00:02:55,333
예를들어, 제가 돌의 이쪽을 적당한 양의 힘으로 밀고

38
00:02:55,333 --> 00:03:00,667
돌의 반대평을 똑같은 양의 힘으로 밀면, 돌은 움직이지
않을 것입니다

39
00:03:00,667 --> 00:03:05,312
돌이 움직이려면 한 쪽의 힘의 양이 다른쪽보다 훨씬 
많아야 겠죠

40
00:03:05,377 --> 00:03:07,478
그러니까 우리가 불균형적인 힘이 있다면

41
00:03:07,603 --> 00:03:10,806
만약 우리가 많은 - 어쩌면 이 돌은 나쁜 비유인 것 
같습니다

42
00:03:10,935 --> 00:03:13,133
움직이기 쉬운 얼음으로 생각해보죠

43
00:03:13,133 --> 00:03:13,470
아니면 얼음 위에 있는 얼음으로

44
00:03:13,563 --> 00:03:19,176
여기 얼음이 있고 얼음 위에 다른 얼음이 있습니다

45
00:03:19,209 --> 00:03:25,077
우리는 이제 힘이 작용하지 않으면 얼음이 움직이지 않을것
을 알고 있습니다

46
00:03:25,114 --> 00:03:31,096
그런데 만약 제가 얼음의 이쪽 부분을 
적당한 양의 힘으로 밀고

47
00:03:31,135 --> 00:03:34,149
여러분이 반대편을 똑같은 양의 힘으로 밀고 있으면
어떻게 될까요?

48
00:03:34,283 --> 00:03:37,002
얼음은 움직이지 않을 것입니다

49
00:03:37,072 --> 00:03:39,312
그러니까 이 것은 균형잡힌 힘인 것이죠

50
00:03:39,353 --> 00:03:41,674
균형잡힌 힘

51
00:03:41,738 --> 00:03:50,668
그러므로 얼음이 운동상태를 바꾸려면, 멈춘 상태를 바꾸
려면 힘이 불균형적이여야 하는 것이다

52
00:03:50,765 --> 00:03:57,800
우리가 이쪽에 반대편 힘을 충분히 넘어설 수 있을만큼
의 힘을 더해주면

53
00:03:57,800 --> 00:04:04,267
얼음이 저쪽으로 움직이는 것을, 저쪽으로 속도를 내는 
것을 볼 수 있을 것입니다

54
00:04:04,267 --> 00:04:09,400
하지만 이 부분은 당연합니다: 불균형적인 힘이 작용하지 않는 한 


55
00:04:09,400 --> 00:04:11,467
멈춰있는 물체는 계속 멈춰있습니다

56
00:04:11,467 --> 00:04:16,565
이 것에서 덜 당연한 것은 바로 똑바른 직선 운동을 하는 
물체인데

57
00:04:16,637 --> 00:04:21,010
다르게 말하면 같은 속력으로 움직이는 물체입니다

58
00:04:21,010 --> 00:04:22,605
같은...속력

59
00:04:22,605 --> 00:04:29,933
이 사람이 말하는 것은 같은 속력으로 움직이는 물체는 
불균형적인 힘이 작용하지 않는한

60
00:04:29,933 --> 00:04:33,200
같은 속력을 끝없이 유지한다는 것입니다

61
00:04:33,200 --> 00:04:37,600
이것은 덜 직관적인데, 인간의 경험에 있는 모든 것들은,

62
00:04:37,600 --> 00:04:43,267
만약 제가 이 얼음을 민다면 언젠가는 멈추게 되어있습니다

63
00:04:43,267 --> 00:04:46,886
이 얼음판이 끝없이 길다해도 계속 움직이지는 않겠죠

64
00:04:46,945 --> 00:04:56,271
저 얼음은 언젠가는 멈춥니다. 제가 테니스 공을 던져도
언젠가는 멈춥니다

65
00:04:56,369 --> 00:05:04,268
마찰에 의해 멈추겠죠. 제가 볼링공을 굴려도, 
제가 - 모든것이요!

66
00:05:04,368 --> 00:05:09,376
우리는 본적이 없죠, 우리 인간의 경험에서는, 모든것이 
멈출 것 같아 보입니다

67
00:05:09,452 --> 00:05:14,333
그러므로 이것은 매우 직관적인 말입니다:
운동하는 물체는 끝없이 운동한다

68
00:05:14,333 --> 00:05:19,533
인간의 직관에 있는 모든 것은 만약 우리가 물체를 계속
움직이게 하고싶다면

69
00:05:19,533 --> 00:05:24,133
계속 그 물체에 힘을 작용해야 한다고, 더 많은 힘을
작용해야 한다고 합니다

70
00:05:24,133 --> 00:05:30,733
당신의 차는 엔진이 기름을 태워 에너지를 만들지 않으면
계속 움직이지 않을 것 입니다

71
00:05:30,733 --> 00:05:32,177
그럼 이 사람들은 무슨 말을 하는 걸까요?

72
00:05:32,183 --> 00:05:36,164
자, 이 모든 예에서는 - 그리고 저는 이 사람들이 정말 
대단한 통찰력을 가졌다고 생각합니다-

73
00:05:36,185 --> 00:05:41,467
바로 이 모든 물체들은 끝없이 움직였을 것이라는 것입니다

74
00:05:41,467 --> 00:05:44,927
공도 끝없이 움직였을 것이고, 이 얼음도 끝없이 움직였을 것이지만

75
00:05:44,937 --> 00:05:50,200
불균형적인 힘들이 이들을 멈추기 위해 작용하고 
있었던 것이죠

76
00:05:50,200 --> 00:05:54,467
얼음의 경우에는, 얼음과 얼음 사이에 마찰을
거의 작용하지 않지만

77
00:05:54,467 --> 00:05:57,267
이 두 얼음 사이에 어느정도의 마찰은 존재합니다

78
00:05:57,267 --> 00:06:00,533
그러니까 이 경우에는 마찰력이

79
00:06:00,533 --> 00:06:03,652
얼음의 운동방향과 반대쪽으로 작용하는 거죠

80
00:06:03,713 --> 00:06:07,400
마찰력은 분자들의 마찰에서 생깁니다

81
00:06:07,400 --> 00:06:12,643
자, 여기 이 얼음의 격자 구조에 있는 물 분자가 있고

82
00:06:12,705 --> 00:06:20,155
여기에는 얼음판의 격자구조에 있는 분자가 있습니다

83
00:06:20,226 --> 00:06:23,327
이들은 서로 부딪히고 갈립니다

84
00:06:23,420 --> 00:06:25,154
둘 다 매끄러워 보이지만, 완벽하지 않은 부분들이
있는 것이죠

85
00:06:25,216 --> 00:06:27,851
그들은 부딪히고 갈리면서 작은 양의 열을 만듭니다

86
00:06:27,952 --> 00:06:32,867
그리고 그 열은 운동을 방해하죠

87
00:06:32,867 --> 00:06:36,533
그러므로 여기에는 마찰력이 작용하고 있고
그래서 멈추는 것입니다

88
00:06:38,145 --> 00:06:38,600
그리고 마찰력만 있는 것이 아니라 공기 저항도 
있을 수 있습니다

89
00:06:38,600 --> 00:06:42,667
이 얼음은 여러 종류의 공기 분자와 부딪히게 될겁니다

90
00:06:42,667 --> 00:06:46,984
처음엔 보이지 않을 수 있지만 이것은 얼음을
계속해서 움직이지는 못하게 할 것입니다

91
00:06:46,984 --> 00:06:49,595
공중으로 던진 공도 같은 원리입니다

92
00:06:49,614 --> 00:06:54,400
언젠가는 당연히 중력 때문에 바닥으로 떨어질것 이므로
중력은 이에 작용하는 힘들 중 하나입니다

93
00:06:54,400 --> 00:06:59,071
하지만 바닥에 떨어져서도 마찰력 때문에 계속 
굴러가지 못합니다

94
00:06:59,102 --> 00:07:04,667
여기 잔디가 있다면 잔디는 공을 멈추게 할 것입니다

95
00:07:04,667 --> 00:07:08,733
그리고 공중에 떠있을 때도 같은 속력을 갖지 않고
느려지게 되는데

96
00:07:08,733 --> 00:07:14,364
공기 분자들이 부딪혀

97
00:07:14,364 --> 00:07:18,067
느리게 만드는 것입니다

98
00:07:18,067 --> 00:07:21,667
이 사람들이 정말 대단한 것은 이들이 중력이 없고

99
00:07:21,667 --> 00:07:28,333
물체를 느려지게 할 공기도 없는 곳을 상상하고

100
00:07:28,333 --> 00:07:34,000
현실에서는 그 물체의 운동에 무언가가 계속 관여할 것을 
상상할 수 있었다는 것입니다

101
00:07:34,000 --> 00:07:37,800
갈릴레오가 이것에 대해 생각하는 것을 잘했던 이유는

102
00:07:37,800 --> 00:07:41,067
그가 행성들의 공전을 연구했기 때문입니다

103
00:07:41,067 --> 00:07:46,400
그리고 그는 아마,' 어쩌면 우주에는 공기가 없어서 저 행성
들이 계속해서

104
00:07:46,400 --> 00:07:50,333
공전할 수 있는 것일 거야. 아, 그들의 
속력이라고 해야 겠구나

105
00:07:50,333 --> 00:07:55,667
그들의 방향은 늘 바뀌고 있으니까 그들의 속력은 우주에
행성들을 멈출 수 있는 것이 없어서 절대

106
00:07:55,667 --> 00:08:01,800
느려지지 않는거야' 라는 이론을 세웠을 것입니다

107
00:08:01,800 --> 00:08:04,109
자, 어쨋든, 여러분이 저처럼 이것이 흥미로웠기를 바랍니다

108
00:08:04,126 --> 00:08:08,229
왜냐면 이 것은 어떤 방면에서는 정말, 정말 당연한데
어떤 방면에서는 정말 당연하지 않기 때문입니다

109
00:08:08,229 --> 00:08:10,835
특히 '등속직선운동'처럼 말이죠

110
00:08:10,936 --> 00:08:16,733
그리고 요점을 확실하게 하기위해서, 만약 중력이 없어지고 공기가 없는데

111
00:08:16,733 --> 00:08:22,267
공을 던진다면 그 공은 계속해서 그 방향으로 끝없이 움직일 것입니다

112
00:08:22,267 --> 00:08:26,667
단, 불균형적인 힘이 작용하지 않는다면요

113
00:08:26,667 --> 00:08:31,515
다른 방법으로 생각하면, 이 예는 우리가 일상생활에서 
볼 수도 있는데,

114
00:08:31,648 --> 00:08:36,563
만약 제가 완벽히 같은 속력으로 움직이고 있는
비행기에 있고

115
00:08:39,575 --> 00:08:43,467
흔들림이 전혀 없다면

116
00:08:43,467 --> 00:08:50,790
자, 제가 이 비행기에 타고 있고 같은 속력으로 가고 있다면

117
00:08:50,790 --> 00:08:52,667
완전히 매끄럽고 흔들림이 없다면

118
00:08:52,667 --> 00:08:57,800
창문을 내다보지 않고는 비행기가 움직이는지 
알 수 없습니다

119
00:08:57,800 --> 00:09:00,918
비행기에 창문이 없다고 생각하고, 같은 속력으로 가고있고

120
00:09:01,073 --> 00:09:06,800
흔들림도 없고, 아무것도 들을 수 없다고 합시다

121
00:09:06,800 --> 00:09:08,533
그러니까 엔진 소리도 나지 않는 것이죠

122
00:09:08,533 --> 00:09:11,400
비행기가 움직이고 있는지 알 수 있는 방법이 없습니다

123
00:09:11,400 --> 00:09:14,933
왜냐면 제가 참고할 수 있는 한에서는 제가 바닥에 있는 
똑같은 비행기에

124
00:09:14,933 --> 00:09:19,333
탄 것과 완벽하게 같아 보이기 때문입니다

125
00:09:19,333 --> 00:09:23,733
그리고 이것은 다른 방법으로 생각해본 것이었습니다
같은 속력으로 움직이는 것과 멈춰있는 것이

126
00:09:23,733 --> 00:09:28,267
거의 같다고 말하는 것은 사실 무척 직관적인 것입니다

127
00:09:28,267 --> 00:09:31,000
우리는 뭐가 뭐인지 사실 잘 구분할 수 없습니다