줄에게 배우는 일과 에너지

줄이 들려주는 일과 에너지 이야기 - 과학자들이 들려주는 과학이야기 21 ㅣ 과학자가 들려주는 과학 이야기 131
정완상 지음 / 자음과모음 / 2005년 5월

쉽지 않은 물리.  다시 읽어봐도 좋은 책 시리즈 과학자가 들려주는 시리즈를 들었다. 역학을 공부하기 위해서 이번에 만난 줄의 일과 에너지이야기. 역학에서 빠질 수 없는 단위, J은 과학자 줄에게서 나온 단위이다. 그렇다면 그만큼 줄이 과학계에서 큰 일을 했음을 의미한다. 그런 위대한 과학자에게서 배우는 이번 수업을 어떠할까, 기대하며 책을 펼쳐들었다. 

이번에 배우는 것은 역학중에서도 기본적인 지렛대, 도르래, 비탈 그리고 위치에너지와 운동에너지로 인해 만들어지는 역학적 에너지등에 관하여 배운다. 이들은 모두 일과 에너지를 시작으로 만들어지는 물리의 기본으로, 물리중에서도 역학에 관한 부분을 배울 때는 커다란 즐거움을 느낄 수 있었다. 

도르래의 원리란 무엇일까? 도르래에는 두 가지의 종류가 있다. 첫째로는 움직도르래로, 힘의 방향만을 바꿀 뿐 힘의 이득이 없다. 움직 도르래는 방향은 그대로지만 힘의 크기를 개당 1/2로 줄이므로 다양한 용도로 쓰인다. 조선시대 정약용이 발명했던 도르레 기구, 거중기 또한 고정 도르래로 힘의 방향을 바꾸고 움직도르래 8개로 힘의 크기를 1/256으로 줄었다고 한다. 

운동 에너지란 무엇이고 위치 에너지란 무엇인가? 이들의 예는 롤러코스터를 타면서 쉽게 찾을 수 있다. 롤러코스터는 처음 출발할때 천천히 언덕으로 올라간다. 그리고 떨어지기 직전인 때에는 위치 에너지가 최고점에 도달했고, 이제 내려가기 시작한다. 그러면 이 위치에너지가 운동 에너지로 바뀌면서 이 둘이 계속 전환되고, 이를 통틀어 역학적 에너지라고 부른다. 

일과 에너지 책을 살펴보면서 다양한 지식을 얻을 수 있었다. 물리가 재미있다는 사실도.