Ⅱ. 여러가지 힘 - 1. 중력

우리는 누군가를 응원할 때, "힘내!"라는 말을 자주 씁니다.

그리고 피곤한 상태를 말할 때는 "힘들어"라고 하죠.

무거운 물체를 쉽게 움직이는 사람을 "힘이 세다."라고 표현합니다.

 

보통 우리가 사용하는 힘은 "에너지"를 의미하는 경우가 많습니다.

무언가를 할 때 필요한 체력이나 정신력을 말하죠.

 

하지만 힘에는 체력과 정신력만 있지 않습니다.

자연에는 무수히 많은 힘들이 존재하죠.

 

이번 장부터는 이 힘에 대해 자세히 공부해볼까요?

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0. 힘(Force)

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1) 힘의 정의

과학에서 "힘"은 무엇을 의미할까요?

과학에서 힘은 모양이나 상태를 변화시키는 원인을 말합니다.

그림 1. 힘의 정의

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2) 힘의 단위

그렇다면, 이 힘이 얼마나 센지 약한지를 표현하는 방법이 있을까요?

네, 있습니다!

바로 "N"이라는 기호를 사용해서 숫자로 표현할 수 있죠.

 

이 기호 "N"은 과학자 뉴턴(Newton)의 앞 글자이며,

[엔]이 아닌 [뉴턴]이라고 읽습니다.

 

"나는 너보다 힘이 세!"를

"나는 너보다 50N이 더 세!"처럼 표현할 수 있죠.

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1. 중력

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1) 중력의 정의

손에 잡고 있던 사과를 놓으면 어떻게 될까요?

사과는 땅으로 떨어집니다.

사과는 왜 땅으로 떨어지는 걸까요?

 

바로 중력이라는 힘이 작용하기 때문입니다.

 

중력은 질량을 가진 두 물체 사이에 작용하는 서로 당기는 힘입니다.

쉽게, 중력은 서로 당기는 힘이죠.

 

지구는 사과를 끌어당깁니다.

그리고 사과도 지구를 끌어당기죠.

그림 3. 중력의 정의

 

하지만 지구가 당기는 힘이 워낙 강하기 때문에

사과만 지구에 끌려갑니다.

 

그래서 중력을 보통 지구가 끌어당기는 힘이라고 설명합니다.

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2) 중력의 방향

중력은 지구가 끌어당기는 힘입니다.

그렇다면 중력은 당연히 지구 방향으로 작용하겠죠?

 

네, 우리가 한국에 있든, 지구 반대편 미국에 있든

언제나 중력은 지구 중심으로 끌어당겨집니다.

그림 4. 중력의 방향

 

이처럼 중력이 지구 쪽으로 작용하는 것을

연직 방향으로 작용한다고 합니다.

연직 방향은 추를 실에 매달았을 때, 실이 향하는 방향을 말합니다.

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[정리]

1) 힘: 모양이나 상태를 변화시키는 원인

2) 힘의 단위: N [뉴턴]

3) 중력: 질량을 가진 두 물체가 서로 당기는 힘

     보통, 지구(천체)가 끌어당기는 힘으로도 표현합니다.

4) 중력은 지구의 중심 방향으로 작용합니다.

     이를 "연직방향"이라고 합니다.

 

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만약 중력이 없다면 어떻게 될까요?

스마트폰을 놓쳐도 땅에 떨어지지 않으니, 액정이 깨질 걱정은 하지 않아도 되겠죠?

 

하지만 중력이 없다면 우리는 땅을 밟을 수 없습니다.

그리고 물은 땅에 고이거나 흐르지 않고, 저 멀리 떠다니겠죠.

공기도 지구가 아닌 저 우주 밖으로 날아가 버릴 겁니다.

 

나아가 저 우주의 질서가 무너지게 됩니다. (나중에 배웁시다!)