0:00:00.680,0:00:04.610
어떤 커다란[br]얼어있는 호수 또는

0:00:04.610,0:00:06.080
커다란 연못이[br]있다고 합시다

0:00:06.080,0:00:09.750
이곳에 두꺼운[br]얼음이 있다고 할 때

0:00:09.750,0:00:11.830
얼음의 평평한[br]표면을 그리고

0:00:11.830,0:00:14.710
두 개의 네모난[br]얼음 조각을 두겠습니다

0:00:14.710,0:00:17.650
이곳에 한 개의[br]조각을 두고

0:00:17.650,0:00:21.814
이곳에 한 개의[br]조각을 두고

0:00:21.814,0:00:23.980
이 곳에 또 다른[br]얼음 조각을 두겠습니다

0:00:23.980,0:00:26.220
이 곳에 또 다른[br]얼음 조각을 두겠습니다

0:00:30.490,0:00:33.510
두 조각은[br]모양과 성질이 동일합니다

0:00:33.510,0:00:35.230
둘 다 5kg이고

0:00:35.230,0:00:38.280
둘 다 5kg이고

0:00:42.490,0:00:46.310
둘의 질량이[br]5kg입니다

0:00:46.310,0:00:48.700
한 가지 차이점이 있다면

0:00:48.700,0:00:51.620
연못에 대해서[br]상대적으로

0:00:51.620,0:00:56.120
왼쪽 조각은[br]가만히 있고

0:00:56.120,0:00:59.310
오른쪽 조각은[br]일정한 상대 속도로

0:00:59.310,0:01:02.745
움직이고 있습니다

0:01:02.745,0:01:06.460
오른쪽을 향한[br]일정한 상대 속도입니다

0:01:06.460,0:01:08.950
그리고 이 상대 속도는

0:01:08.950,0:01:13.890
5m/s입니다

0:01:13.890,0:01:17.164
여기서 얼음 표면 위에[br]또 얼음 조각을 두겠다고 한 이유는

0:01:17.164,0:01:19.330
이 영상에서는 마찰력이

0:01:19.330,0:01:23.540
무시할 만큼 작다고[br]가정할 것이기 때문입니다

0:01:23.540,0:01:26.360
그렇다면 움직이지[br]않고 있는 물체

0:01:26.360,0:01:29.590
다시 말해서 속도가[br]0인 물체

0:01:29.590,0:01:32.440
또는 일정한 속도를[br]가진 물체에 대해서

0:01:32.440,0:01:35.314
뉴턴의 첫번째 법칙으로부터[br]무엇을 알 수 있을까요?

0:01:35.314,0:01:36.730
뉴턴의 첫 번째 법칙은

0:01:36.730,0:01:41.180
속도가 일정한 물체는[br]힘의 균형이 깨지거나

0:01:41.180,0:01:43.930
어떤 알짜힘이[br]작용하지 않는 이상

0:01:43.930,0:01:47.110
그 속도를 계속 유지하거나

0:01:47.110,0:01:49.774
계속 속도가 0인 상태로[br]정지해 있을 것이라 말합니다

0:01:49.774,0:01:51.190
이 상황에서[br]생각해 봅시다

0:01:51.190,0:01:52.850
두 가지 경우 모두

0:01:52.850,0:01:56.140
물체에 작용하는[br]불균형한 힘

0:01:56.140,0:01:58.532
즉 알짜힘이[br]없어야 합니다

0:01:58.532,0:01:59.990
그런데 사실은

0:01:59.990,0:02:02.280
이 물체들은 지구 [br]위에 있으므로

0:02:02.280,0:02:05.830
두 물체 모두에 작용하는[br]알짜힘이 있습니다

0:02:05.830,0:02:08.780
두 물체 모두[br]지구 표면 위에 있고

0:02:08.780,0:02:10.949
질량을 갖고 있으므로

0:02:10.949,0:02:14.460
아래쪽 방향으로[br]중력이 작용할 것입니다

0:02:14.460,0:02:15.900
아래쪽 방향으로[br]중력이 작용할 것입니다

0:02:15.900,0:02:20.140
두 얼음 조각에 모두[br]아래쪽 방향의

0:02:20.140,0:02:22.630
중력이 작용합니다

0:02:22.630,0:02:25.810
그리고 그 중력의[br]크기는

0:02:25.810,0:02:29.540
지구 표면 근처에서의[br]중력장에 (중력장은 벡터입니다)

0:02:29.540,0:02:32.910
지구 표면 근처에서의[br]중력장에 (중력장은 벡터입니다)

0:02:32.910,0:02:37.220
물체의 질량을[br]곱한 것과 같을 것입니다

0:02:37.220,0:02:41.050
5kg 의 질량 말입니다

0:02:41.050,0:02:47.040
여기서 중력가속도 g는[br]9.8m/s²입니다

0:02:47.040,0:02:49.290
따라서 5에[br]9.8을 곱합니다

0:02:49.290,0:02:53.000
결국 49kg·m/s²

0:02:53.000,0:02:56.080
즉 49N 의 힘임을[br]알 수 있습니다

0:02:56.080,0:02:58.670
여기에서의 의문점은

0:02:58.670,0:03:02.490
뉴턴 제 1법칙에서는[br]어떤 물체가

0:03:02.490,0:03:04.250
알짜힘이 없을 때에만

0:03:04.250,0:03:06.610
계속 정지하거나[br]운동상태를 유지할 것이라 했는데

0:03:06.610,0:03:08.580
계속 정지하거나[br]운동상태를 유지할 것이라 했는데

0:03:08.580,0:03:10.340
여기서의 그림에 의하면

0:03:10.340,0:03:13.320
알짜힘이 존재하는 것처럼[br]보인다는 것입니다

0:03:13.320,0:03:16.780
49N 의 힘이 물체를[br]아래로 당기는 것처럼 보입니다

0:03:16.780,0:03:17.740
49N 의 힘이 물체를[br]아래로 당기는 것처럼 보입니다

0:03:17.740,0:03:20.900
그런데 사실은[br]그렇지가 않습니다

0:03:20.900,0:03:23.860
물체 아래쪽에[br]얼음이 놓여 있으므로

0:03:23.860,0:03:25.200
물체는 아래로 가속되지는[br]않을 것입니다

0:03:25.200,0:03:32.640
물체는 아래로 가속되지는[br]않을 것입니다

0:03:32.640,0:03:35.930
그렇다면 여기에서

0:03:35.930,0:03:42.350
얼음 조각이[br]지구 중심방향으로 받는

0:03:42.350,0:03:44.990
중력을 상쇄시켜

0:03:44.990,0:03:47.600
얼음 조각이[br]가만히 있도록 하는

0:03:47.600,0:03:51.320
힘은 무엇일까요?

0:03:51.320,0:03:53.610
물체를 지구 중심[br]방향으로 가속시켜

0:03:53.610,0:03:56.240
자유낙하시키는 힘[br]말입니다

0:03:56.240,0:04:01.210
답은 '얼음 바닥이 아니면

0:04:01.210,0:04:04.400
얼음 조각은[br]떨어질 것이므로

0:04:04.400,0:04:07.420
얼음 바닥이[br]중력 반대방향의

0:04:07.420,0:04:09.630
힘을 제공한다' 입니다

0:04:09.630,0:04:13.390
얼음 바닥이[br]중력 반대방향으로

0:04:13.390,0:04:15.750
상쇄되는 힘을[br]제공합니다

0:04:15.750,0:04:17.839
따라서 중력과[br]크기는 같고

0:04:17.839,0:04:20.220
방향은 반대인[br]힘이 될 것입니다

0:04:20.220,0:04:23.730
여기에서 물체에[br]작용하는 중력은

0:04:23.730,0:04:27.690
아래방향으로 49N이므로

0:04:27.690,0:04:32.150
이는 바닥이 얼음 조각에 가하는[br]위쪽방향의 힘과 완전히 상쇄됩니다

0:04:32.150,0:04:37.560
바닥이 가하는 힘 역시[br]49N이 될 것입니다

0:04:37.560,0:04:39.320
따라서 우리는 여전히

0:04:39.320,0:04:41.650
뉴턴의 법칙을 적용해도[br]되겠습니다

0:04:41.650,0:04:45.100
수직 방향으로는[br]알짜힘이 없음을 알았고

0:04:45.100,0:04:47.810
수평 방향으로도[br]당연히 알짜힘이 없기 때문입니다

0:04:47.810,0:04:51.740
이러한 이유로[br]왼쪽 얼음 조각의

0:04:51.740,0:04:53.140
수평방향 속도가[br]0이고

0:04:53.140,0:04:56.010
오른쪽 얼음 조각이[br]일정한 속도를 갖는 것입니다

0:04:56.010,0:04:57.570
그리고 두 조각 모두

0:04:57.570,0:04:58.970
수직 방향으로[br]가속하지 않습니다

0:04:58.970,0:05:01.520
얼음 바닥이[br]얼음 조각을

0:05:01.520,0:05:03.470
받쳐주는 힘을[br]제공하면서

0:05:03.470,0:05:05.920
중력을 상쇄시키기[br]때문입니다

0:05:05.920,0:05:09.740
여기서 받치는 힘은[br]'수직 항력'이라고 부릅니다

0:05:09.740,0:05:14.570
여기서 수직항력은[br]위쪽 방향으로 49N입니다

0:05:14.570,0:05:17.040
오른쪽 조각에도[br]마찬가지 입니다

0:05:17.040,0:05:20.150
수직항력에 대한 내용은[br]나중에 더 다루겠습니다

0:05:20.150,0:05:22.610
수직항력은 어떤[br]표면에 놓여 있는

0:05:22.610,0:05:24.380
물체에 대하여[br]표면과 수직으로

0:05:24.380,0:05:25.630
작용하는 힘입니다

0:05:25.630,0:05:27.463
수직항력은[br]마찰력 등에 대해 논의할 때

0:05:27.463,0:05:29.692
중요하게 작용합니다

0:05:29.692,0:05:32.150
나중의 영상들에서[br]경사면 위에 놓인

0:05:32.150,0:05:35.220
물체에 대해서[br]다룰 것입니다

0:05:35.220,0:05:36.120
이렇게 말입니다

0:05:36.120,0:05:38.440
이 경사면에서

0:05:38.440,0:05:40.080
물체에 가하는[br]수직항력은

0:05:40.080,0:05:44.364
경사의 표면에[br]수직일 것입니다

0:05:44.364,0:05:46.530
그리고 이 힘은 사실

0:05:46.530,0:05:48.760
근본적으로는[br]전자기력입니다

0:05:48.760,0:05:56.080
만약 얼음의 분자가[br]보일 정도로 확대하면

0:05:56.080,0:05:58.590
심지어 원자까지[br]보일 정도로 확대하면

0:05:58.590,0:06:01.840
심지어 원자까지[br]보일 정도로 확대하면

0:06:01.840,0:06:06.320
얼음 조각이[br]아래로 떨어지는 것을

0:06:06.320,0:06:09.030
막아주고 있는 것은

0:06:09.030,0:06:13.480
분자들이 서로[br]통과할 수 없도록 하는

0:06:13.480,0:06:16.070
분자들 간의 압력인데

0:06:16.070,0:06:19.420
물 분자 말고[br]얼음에 있는

0:06:19.420,0:06:21.530
원자 단위까지 생각해보면

0:06:21.530,0:06:23.720
원자를 그려보겠습니다

0:06:24.890,0:06:33.300
얼음 조각 아래쪽 분자를[br]확대해서 그려보겠습니다

0:06:33.300,0:06:40.044
산소와 두 개의[br]수소가 있고

0:06:40.044,0:06:41.710
이것들은[br]격자 구조를 형성합니다

0:06:41.710,0:06:45.980
자세한 건[br]화학 영상에서 찾아보세요

0:06:45.980,0:06:48.880
얼음바닥 위쪽의 분자를[br]확대해서 그려보면

0:06:48.880,0:06:53.500
이렇게 그릴 수 있습니다

0:06:53.500,0:06:55.810
구조는 같습니다

0:06:55.810,0:06:58.710
위쪽 분자가[br]아래로 떨어지지 않도록

0:06:58.710,0:07:02.200
두 분자 사이 거리를[br]유지하는 힘은

0:07:02.200,0:07:05.330
위쪽과 아래쪽 분자에[br]각각 존재하는

0:07:05.330,0:07:06.950
전자들 사이의 반발력입니다

0:07:06.950,0:07:10.570
이 힘은 거시적인[br]수준에서는 접촉할 때의 힘이지만

0:07:10.570,0:07:13.110
미시적인 수준[br]즉 원자 단위의 수준에서는

0:07:13.110,0:07:17.870
전자기적인[br]반발력이 됩니다