Newton's First Law of Motion

Basic primer on Newton's First Law of Motion

사람들은 움직이는

물체를

항상 관찰해왔습니다.

여기 있는

오른쪽으로 움직이고 있는 물체는

저절로 멈출 것으로 예상이 됩니다.

만약 이 물체에 어떠한 일도 하지 않는다면

이 물체는 계속 멈추어 있겠죠.

반면에

이 물체를 계속 움직이게 하려면

힘을 계속해서 가해야 합니다.

우리는 주위에서 어떠한 힘도 가하지 않았는데

계속해서, 영원히 움직이는 물체를

본 일은 절대 없을 것입니다.

무엇이든 언젠가는 멈추게 되죠.

이것이 대부분의 인류의 역사에서

아마 선사시대부터,우리가 알기론 고대 그리스인부터

1600 년대 초 까지,

약 2000년 동안의

가설은 '물체는 멈추려는 성질이 있다.' 였습니다.

물체....는 ..... 멈추려는.......성질이 ......있다.

만약 물체를 움직이게 하고 싶으면

어떤 종류의 힘이던지 힘을 가해야 합니다.

그리고, 이 현상은 우리의 모든 삶,

매일의 경험에서도

일관적으로 나타나고 있습니다.

하지만, 1600년대 이 사람들이

여기 있는 세사람을 보고 놀라지 마세요.

왜냐하면 이것이 뉴턴의 제 1법칙에 대한 것이기 때문입니다.

그리고, 당연하게도 이 중 한명은

아이작 뉴턴 경입니다.

여기 있는 이 사람이 뉴턴 입니다.

나머지 두 사람은 뉴턴의 제 1법칙이

무엇을 의미하는지

뉴턴이 제 1법칙을 발표하기 전에

뉴턴의 제 1법칙에 대한 큰 업적을 세웁니다.

한 사람은 갈릴레오이고

다른 한사람은 데카르트 입니다.

그들은 서로 다른 방식으로 설명 하였는데

이것들은 20세기 까지도

대부분의 현실에 잘 적용이 되고

고전 역학에서 중요한 기초 중

하나인 뉴턴의 또 다른 법칙,

만유인력의 법칙에

큰 틀로 요약되어 있습니다.

그들의 큰 통찰력으로

그 당시에는(1600년대) 매우 직관적이지 않았지만

이 세사람이 말한 것은

우리가 평소에 생각하는 것과는 다르게
움직일 수도 있다는 것이다.

이는, 물체들은 그들의 속도, 속력, 방향을

유지하려는 경향을 가지고 있을 수도 있다는 말이다.

만약, 속도가 0이고, 다른 힘을 받지 않는다면
그 상태를 유지할 것이다.

전혀 다른 방식의 생각이다.

2000여년 동안, 물체들은 스스로 멈추었고

운동을 지속시키기 위해서는 힘을 주어야만 한다고 생각되었다.

이 사람들은,

물체는 그들이 운동을 영원히 지속하려는 경향을

가지고 있어서

이 운동을 바꾸기 위해서는

가속시키거나, 속도를 바꾸거나

속력을 변화시켜야 한다고 주장했다.

하지만, 이 동영상을 보는 당신은

이렇게 물을 수 있따.

"뭐가 어떻게 된거죠?"

"앞에서는 대부분의 시간동안,

그리고 내 경험에 비추어 보아도

여기 있는 것처럼 관찰 된다면 서요?"

"어떻게 이 사람들은 물체가 운동을

영원히 계속한다고 말할 수 있죠?"

그들의 큰 생각은

물체들이 멈추려는 성향을

가지고 있는 것이 아니라

환경, 자연과의 상호작용에 의해

힘이 만들어지고, 이 힘이 물체의 운동을 변화시킨다는

것이다.

또한, 움직이던 물체를 가만히 둔다고

생각해보면, 이 물체에는 멈추려는 힘이 작용하고 있다.

그리고 그 힘이 바로

마찰력이다.

마찰력은 물체나 표면 사이의 상호작용이다.

또한, 움직이던 물체를 가만히 둔다고

생각해보면 이 물체에는 멈추려는 힘이 작용하고 있다.

그것이 바로 마찰력이다.

이 사람들은 만약 물체가 멈추려는

성향을 가지고 있다면

주변 조건의 변화에

상관 없이

그것들은 비슷한 방법으로

멈추어야 한다.

하지만, 그들은 표면을 더 매끄럽게 하면 할 수록

더 먼거리를 이동한 다는 것을 알았다.

만약에 마찰을 모두 없앤다면

즉, 표면을 매우 매끄럽게 만들어 마찰을 아예

없앤다면 물체는 영원히 움직일 것이다.

그리고 그들은 우주에 위성을 발사해 깊은 우주에서

실험을 할 수 있는 호사를 누릴 수 없었기 때문에

이 생각은 매우 직관적이지 않은 사고 실험이었다.

그렇다면, 이번에는 다른 상황인,

힘을 물체에 가한다면 어떻게 될까?

일상에서

내가 방을 가로질러 TV를 끌고 가려면

나는 힘을 가해야만 한다.

이 사람들은 이 상황에서,

만약

TV를 끄는 속도가 일정하다면

원래의 합력에 대응하는 힘을 주고 있다고 말한다.

당신이 TV를 카펫 위로 끌고 간다면 물체에 작용하는

마찰력이 있을 것이고 당신이 물체에

가하는 힘과 마찰력이 균형을 이루어야

TV가 속도를 유지하고 있을 것이다.

만약, 완벽하게 균형을 이룬다면

TV의 속도를 일정하게 유지할 수 있을 것이다.

만약 가속을 시키고 싶다면

움직이는 방향으로 더 큰 힘을 가해야 할 것이다.

Salman Khan 에게 감사하며;)