물리공부를 하려고하는데 여러가지.법칙에대해서 알려주세요

Question

물리공부를 시작하려고하는데 여러가지.원리나 법칙 있잖아요 그런것들 정리해주셨으면 합니다. 요즘 물리를 배워보면 어떨까 생각이드네요

Answer 1

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.

물리 공부를 시작하신다니 반가워요. 물리의 큰 뼈대가 되는 법칙들을 분야별로 묶어서 정리해드릴게요. 이 흐름만 잡아두면 앞으로 배울 내용이 어디에 속하는지 지도가 그려질 거예요.

가장 먼저 만나는 건 뉴턴의 운동 법칙이에요. 물체가 어떻게 움직이는지를 다루는 물리의 출발점이라고 보시면 돼요. 세 가지로 이루어져 있는데, 첫째는 관성의 법칙이에요. 힘을 받지 않으면 멈춰 있던 건 계속 멈춰 있고 움직이던 건 계속 움직인다는 거예요. 버스가 갑자기 출발하면 몸이 뒤로 쏠리는 게 이 때문이에요. 둘째는 힘과 가속도의 관계로, 물체에 힘을 주면 그 힘에 비례해 빨라지고 무거울수록 덜 빨라진다는 거예요. 셋째는 작용 반작용으로, 무언가를 밀면 그 반대로 똑같은 힘을 되받는다는 거예요. 로켓이 가스를 뒤로 뿜어 앞으로 나아가는 원리죠. 이 세 법칙이 우리가 보는 대부분의 움직임을 설명해요.

다음은 에너지와 관련된 법칙이에요. 핵심은 에너지 보존 법칙인데, 에너지는 새로 생기거나 사라지지 않고 형태만 바뀐다는 거예요. 높은 곳에 있던 물체의 위치에너지가 떨어지면서 운동에너지로 바뀌는 것처럼요. 롤러코스터가 높은 곳에서 천천히 있다가 내려오며 빨라지는 게 이 법칙이에요. 세상의 모든 에너지는 이렇게 모습만 바꿀 뿐 총량은 그대로랍니다.

열과 관련해서는 열역학 법칙이 있어요. 뜨거운 것과 차가운 것이 만나면 항상 뜨거운 쪽에서 차가운 쪽으로 열이 흐른다는 게 기본이에요. 그리고 자연은 무질서가 늘어나는 방향으로만 흘러간다는 법칙도 있어요. 깨진 컵이 저절로 붙지 않고 퍼진 잉크가 다시 모이지 않는 게 이거예요. 시간이 한 방향으로만 흐르는 이유와도 연결되는 깊은 법칙이랍니다.

전기와 자기 쪽으로 가면 전자기 법칙이 있어요. 전기와 자기가 사실은 하나로 얽혀 있다는 게 핵심이에요. 전류가 흐르면 그 주위에 자기장이 생기고, 반대로 자석을 움직이면 전기가 만들어져요. 발전소가 전기를 만드는 원리가 바로 이거예요. 자석을 돌려 전기를 뽑아내는 거죠. 우리가 쓰는 모든 전기 제품이 이 법칙 위에서 작동해요.

빛과 파동에 관한 법칙도 있어요. 빛이 물이나 유리를 지날 때 꺾이는 굴절, 거울에 반사되는 반사 같은 규칙이에요. 무지개가 생기고 안경이 시력을 교정하는 게 다 이 원리로 설명돼요.

여기까지가 고전물리학의 큰 줄기예요. 더 깊이 들어가면 아주 빠르거나 큰 세계를 다루는 상대성이론, 아주 작은 세계를 다루는 양자역학이 나오는데, 이건 나중에 기초를 다진 뒤 만나셔도 충분해요.

물리를 처음 시작하실 때 드리고 싶은 팁은, 공식을 외우기보다 왜 그런지를 그려보시라는 거예요. 물리는 암기 과목이 아니라 세상이 돌아가는 원리를 이해하는 과목이거든요. 뉴턴의 운동 법칙부터 차근차근 잡으시면 나머지가 그 위에 자연스럽게 얹혀요. 일상에서 겪는 현상을 이 법칙들로 설명해보는 습관을 들이면 훨씬 재미있게 배우실 수 있답니다 :)