뉴톤의 운동법칙 3가지
지구에서 태양까지의 거리는 약 1억 5천만 km이다. 빛으로 가도 500초가 걸리는 거리이다. 지금 우리가 보는 태양은 8분 20초 전 태양이다. 지금 태양이 없어져도 8분 20초간은 보인다는 얘기다. 그런데 지구는 1년에 태양을 한 바퀴씩 돈다. 지름 3억 km 둘레 길이인 약 9억 km를 가는데 365일이 걸린다. 1초에 30km씩 가야 한다. 우리 모두를 태우고 있는 이 거대한 지구가 총알보다 30배는 빠르게 운동하고 있는 것이다. 그런데 왜 이렇게 조용한가?
우주에는 마찰이 없기 때문이다. 공기가 있지 않냐고? 공기도 지구의 일부이기 때문에 지구가 갈 때 따라간다. 가볍고 눈에 보이지 않지만 지구에 붙어있는 것이다. 공기는 두고 알맹이만 쏙 빠져나가면 우리 숨은 어떻게 쉬나.
마찰이란 물체의 운동을 방해하는 힘이다. 우리가 사는 세계에는 항상 마찰이 작용하고 있다. 마찰에는 눈에 보이는 마찰과 눈에 보이지 않는 마찰이 있는데, 눈에 보이는 마찰보다는 눈에 보이지 않는 마찰이 더 중요하다. 왜냐면 눈에 보이는 마찰은 우리들이 쉽게 이해할 수 있지만 눈에 보이지 않는 마찰은 눈에 보이지 않으므로 쉽게 이해가 되지 않을 뿐만 아니라 우리들이 자연을 이해하는 데 오히려 방해가 될 수 있기 때문이다.
자동차가 달리다가 브레이크를 밟으면 쇠판(브레이크 라이닝)이 바퀴를 누름으로써 마찰이 생기고 자동차는 서게 된다. 공장에 있는 기계가 오래되면 삐거덕삐거덕하고 소리를 내는데 이는 접촉점에서의 마찰 때문에 나는 소리다. 이것이 눈에 보이는 마찰인데, 마찰을 줄이려면 기름을 치면 된다. 그렇더라도 마찰을 줄이는 것이지 완전히 없애는 것은 아니다. 눈에 보이지 않는 마찰은 공기와의 마찰인데 공기는 눈에 보이지 않기 때문에 우리는 평소에 그 존재를 잊고 산다. 마찰에 의해 운동장을 구르던 공은 정지하는 것이다.
우리는 무의식적으로 모든 움직이는 물체는 시간이 가면 결국 정지한다고 착각을 한다. ‘모든 움직이는 물체는 결국은 정지한다.’라는 법칙을 본 적이 있는가? 그런 법칙은 없고 오히려 그 반대의 법칙이 있다. 소위 관성의 법칙이라는 것인데 움직이는 물체는 계속 움직인다는 법칙이다. 그 관성의 법칙에 의해서 지구도 달도 그 밖의 모든 천체들이 수십억 년 동안 계속 운동하는 것이다.
우리가 사는 세계는 우주에서 아주 아주 특별한 곳이다. 즉 지구 겉을 얕게 덥고 있는 공기 속이다. 그 속에서 태어나서 생활하는 우리는 공기 속의 물리가 보편적이 것으로 오해한다. 그러나 우주 전체에서 지구 표면은 얼마나 좁은 곳인가? 우주에서 발사한 총알은 어디에 부딪히지 않는 한 같은 속도로 한 달 일 년 천년을 계속 가야 한다.
원자나 분자의 세계는 어떤가? 모든 물질은 원자로 만들어지고 그 원자는 한 개도 정지한 것이 없다. 열역학의 결과 원자의 운동에너지가 거시적으로 나타난 것이 온도이다. 뜨거운 물에 손을 넣으면 내 몸속의 느린 분자와 뜨거운 물속의 빠른 분자가 충돌을 하고 내 몸의 분자의 운동에너지가 증가하게 되는데 이를 우리가 뜨겁다고 느끼는 것이다. 찬물에 손을 넣을 때는 그 반대의 현상이 일어나게 되는데 순간적으로 뜨거운 것과 차가운 것의 느낌이 비슷한 이유이다.
분자나 원자의 세계에도 물론 마찰이 없다. 따라서 분자의 운동이 이유 없이 느려지지 않는다. 유일하게 자기들끼리 부딪히는 것뿐인데 그렇다고 전체 운동 에너지가 감소하지 않는다. 보온병의 중간을 진공으로 만든 이유도 뜨거운 물분자와의 충돌을 방지하여 물분자 운동에너지를 보존하기 위함이다. 온도가 내려간다는 것은 분자 운동이 느려진다는 것이다. 온도를 계속 내리면 마침내 분자나 원자의 운동을 0으로 할 수 있다. 그때 온도가 영하 273℃이다. 따라서 영하 300℃는 존재할 수가 없다.
이렇게 거시 세계인 우주와 미시 세계인 원자의 범위에서는 카지노 가입 쿠폰 없다. 카지노 가입 쿠폰 있는 곳이 아주 특별한 곳이고 우리가 그곳에 살고 있다.
카지노 가입 쿠폰 없으면 우리는 한시도 불편해서 살 수 없다. 우리가 걸어 다니는 것도 사실은 카지노 가입 쿠폰 있기 때문이며 그것은 얼음판 위에서는 걷기가 상당히 불편한 것으로도 알 수 있다. 만약 아주 완벽하게 미끄러운 얼음판 위에 있는 사람이 얼음판 밖으로 나가려면 어떻게 해야 할까?
기어서 가면 되지 않을까 하고 생각하겠지만 기어서 간다는 것은 손과 무릎까지 바닥에 대서 마찰을 증가시키기 위한 방법인데 완벽하게 미끄럽다는 것은 어떻게 해도 마찰을 증가시킬 수 없는 가상적인 경우를 이야기하는 것이므로 기어도 소용이 없다.
썰매를 탈 때 꼬챙이로 얼음을 찍는 것은 역시 마찰을 증가시키기 위한 것이다. 그래서 카지노 가입 쿠폰 완벽하게 없다는 것은 꼬챙이로 찍는 것과 같은 일도 허용되지 않는 가상적인 얼음판을 말하는 것이다. 기어도 소용없고 꼬챙이로 찍지도 못하는 완벽한 얼음판에서는, 이동하기 위해서 아무리 몸부림을 쳐도 여전히 자기 자리에 변동이 없다. 만약에 야단법석을 한 후에 자리가 이동되어 있다면 그 사이에 어느 정도의 카지노 가입 쿠폰 있었다는 증거가 된다.
이렇게 마찰이 전혀 없는 곳에서 이동하려면 자기가 가지고 있는 물건들 중에서 가장 필요가 없는 물건을 가고 싶은 반대 방향으로 던지는 방법밖에 없다. 동쪽으로 가고 싶을 때는 신발을 벗어 서쪽으로 던지면 신발은 서쪽으로 운동하지만 자기는 동쪽으로 움직이게 된다. 이것을 ‘작용-반작용의 법칙’이라고 한다.
신발을 던지면서 신발에 힘을 주는 것은 신발이 손을 떠날 때까지이고 그 사이에 신발에 주는 것과 똑같은 힘을 나도 신발로부터 받게 된다. 힘을 받을 때 물체는 가속도 운동하게 되고 그 가속도는 질량에 반비례한다. 신발이 사람보다 질량이 작으므로 힘을 받는 동안 사람보다 가속도가 커서 손을 떠나는 순간 사람보다 빠르게 운동하는 것이다. 이것이 ‘가속도의 법칙’이다.