물리의 기본 원리를 그림으로 쉽게 이해할수 있도록 가르쳐주는 중학생필독도서

물리의 기본 : 힘과 운동편 - 물리의 기본을 완전히 마스터한다! ㅣ 뉴턴 라이트 시리즈
(주)아이뉴턴 편집부 지음 / 아이뉴턴(뉴턴코리아) / 2019년 6월

중학생과학추천도서

뉴턴라이트

물리의 기본

힘과 운동편

중학교에 입학하기전 여름방학을 맞아 첫째와 독서를 많이 하고 있어요

특히  중학생필독도서들을 많이 읽으려고 하는데 다른 공부도 하고 있어서 독서를 많이 하는게 쉽지 않지만

매일매일 한권이상씩은 읽고 있네요

저희 첫째는 과학을 좋아하다보니 과학책을 많이 읽게되는데

이번에 읽은책은 중학생필독도서 인 뉴턴라이트 책이였어요

뉴턴은 과학잡지로 워낙 유명해서 과고를 준비하는아이들은 어릴때부터 구독한다고 하죠

뉴턴라이트는 중고등학교에서 배우는 과학과 수학의 내용을 각 주제별로 나누어

그 핵심 내용과 원리를 그림과 사진으로 이해시키는 새로운 학습서 시리즈라고 했어요

물리를 처음 배우게 되면 힘에 관해서 배우는데

과학책을 한번도 읽지 않았던 저는 물리가 너무 어려웠어요

물리 때문에 과학을 포기하고 싶었어요

수학은 이해라도 되는데 물리는 이해도 되지않고 정말 달달 외워서 공부를 했던것 같아요

그런 경험이 있기에 저희 아이들은 저처럼 물리를 외워서 공부하지 않았으면해서

어릴때부터 과학책을 많이 읽어주고 있어요

이해하고 기억하면 과학 공부에도 도움이 되고 시간이 지나서도 생각이 나니까요

그래서 물리의 기본을 미리 아이와 함께 공부해보기로 했어요

이 책은 중고등학생이 배워야할 물리의 기본, 힘과 운동에 대해서 자세하게 다루고 있는 책이였어요

관성의 법칙, 가속도와 힘, 우리 주변의 힘, 만유인력, 에너지와 운동량등 고등학교 까지 배우는

물리의 기본 원리들을 담고 있었어요

고등학교까지 배우는 수준의 물리는 그다지 어려운 것은 아니지만

원리를 이해하는것이 어려워 저처럼 암기 과목이 되는것 같아요

핵심 내용과 그 원리를 확실히 이해한다면 수많은 응용 상황에서도 언제든지 대처 할 수 있다고 하네요

저는 물리를 암기 과목처럼 공부했기 때문에 조금만 문제가 변형되어도 응용하지 못하고

어떻게 풀어야할지 몰라서 시험시간내내 한 문제로 끙끙 앓았던 기억도 있어요

그러다보니 원리를 확실하게 이해해야한다는 그 말에 깊은 공감을 했어요

저희 아이들은 물리의 핵심 내용과 그 원리를 확실히 깨닫고 공부를 했으면 좋겠다 싶었네요

힘과 운동의 원리를 설명하는 역학에는 우리의 상식적인 감각과는 일치하지 않는 점이 많이 있다고 해요

관성의 법칙이란 외부에서 힘을 가하지 않는 한 정지한 물체는 정지한 상태를 유지하며

운동하는 물체는 같은 속력 같은 방향으로 계속 나아간다는것이에요

하지만 관성의 법칙이 말하는것처럼 같은 속력 같은 방향으로 계속 나아가지 않는다고해요

우리 주변의 모든 물체는 움직이고 있어도

잠시 지나면 멈춘다는 사실을 우리는 알고 있죠

그 이유는 마찰렬과 공기 저학의 힘 등이 운동을 방해하기 때문이라고 하네요

이 때문에 관성의 법칙을 눈으로 확인하기는 쉽지 않다고 했어요

힘과 운동의 출발전인 관성의 법칙,

관성의 법칙 처럼 상식과 어긋난 법칙을 발견한 사람은 이탈리아의 과학자

갈릴레오 갈릴레이 라고 해요

갈릴레이가 한 경사면에 공을 굴려보는 실험을 그림을 통해서

자세하게 설명을 해주었어요

공이 경사면 A를 구르기 시작한 최초의 높이와 같은 높이까지 올라갔고

경사면 B의 기울기를 바꾸어도 최초의 같은 높이까지 올라간다는 사실은 변함이 없었다고 해요

그림을 보면서 설명을 해주니 아이가 더 쉽게 이해할 수 있었어요

그렇다면 경사면의 각도가 0이라면 어떻게 될까요?

이 경사면 실험을 계기로 관성의 법칙을 발견했다고 해요

경사면의 기울기를 조금씩 완만하게 하다가 최종적으로 경사면은 수평이 되었는데

그때 공은 영구히 그 수평면을 똑바로 나아갈 것이고

결국 공은 아무런 힘도 받지 않았지만 계속 수평 방향으로 굴러간다고 해요

이것이 바로 관성의 법칙이며 갈릴레이는 이런 사고 실험을 통해 관성의 법칙에 도달했다고 해요

한편 갈릴레이는 힘이 작용하지 않으면 움직이던 물체는 원운동을 계속 한다고 생각했고

힘이 작용하지 않으면 움직이던 물체는 똑바로 계속 나아간다는 올바른 결론에 맨 처음 도달한 사람은

프랑스의 르네 데카르트 라고하네요

속력과 속도는 비슷하지만 전혀 다른 것이다

속도에는 방향도 포함되어 있다

고등학교에 올라가 처음 물리를 배우면서

제일 이해가 되지 않았던 속도와 속력

열차안에서 열차의 방향과 반대로 공을 던졌을때 지상에 정지해 있는 사람이 본 공의 수평방향 속도는 0이 되고

중력이 작용하기 때문에 밖에서 보면 공은 바로 아래로 떨어지죠

이 부분을 처음배울때 정말 이해가 되지 않았어요

이 부분도 그림을 통해서 자세하게 설명을 해주었네요

직접 배는게 가장 이해가 빠르겠지만 그래도 그림을 통해서 조금더 쉽게 이해할 수 있도록 해주었어요

공은 수평 방향으로 관성의 법칙에 따라 같은 속력을 유지하며

똑바로 나아가는 등속 직전 운동을 하고

수평방향의 움직임을 무시하면 수직 방향으로는 중력의 영향을 받는 상승 낙하 운동을 보인다고 하네요

결국 포물선 운동은 수직 방향의 상승 낙하 운동과 수평 방향의 등속 직선 운동을 합친것이라고 해요

포물선 운동 또한 바로 뒤에서 보았을때

바로 아래에서 보았을때 포물선 운동이 어떻게 보이는지 그림을 통해서 이해를 도왔어요

지구는 자전과 공전을 하지만

지구상의 사람과 사람이 가지고 있는 공도 지구와 같은 속도로 움직이고 있다고 해요

따라서 열차의 경우와 마찬가지로 지구상에서 공을 던져 올려도 공은 제자리로 돌아온다고 하네요

그림으 통해서 열차 안의 관측자와 열차 밖에 정지해 있는 관측자의 시점에서 공

이 어떻게 다르게 움직이는것 처럼 보이는지

자세하게 배울 수 있었어요

뉴턴은 1665년~1666년 과학사에 영원히 남을 위업을 이룩했고 이 시기를 경이로운 해라고 부른다고 해요

만유인력의 법칙, 미적분학의 기초 확립,태양광에 대한 중요한 여러 발견도 모두 이시기에 이루어졌다고 하네요

뉴턴의 천재성이 빛난 경이로운 해가 있다는것도 뉴턴라이트 물리의 기본 책을 읽고 알게 되었어요

페이지 한장한장 넘길때마다 왜 이 책이 중학생필독도서인지 잘 알것같았어요

아이들이 꼭 배워야할 물리의 기본을 확실하게 다루고 있는 책이였어요

중학생필독도서 이다보니 중학생도 이해할수 있는 수준으로

물리의 기본에 대해서 가르쳐주었는데

특히 그림이 참 멋지다라는 생각을 했어요

글만으로는 제대로 이해못할 원리들을 그림을 통해서 가르쳐주니

조금 더 쉽게 이해하는데 도움이 되는것 같더라고요

저는 학교 교과서를 통해서 거의 글로만으로 배우다보니 이해가 안가서

무턱대고 외우기만했는데 뉴턴라이트 물리의 기본 책에 담긴 그림을 통해서 원리를 이했다면

얼마나 좋았을까 하는 아쉬움이 생기면서

반대로 우리 아이들은 이런 좋은책을 만나서 물리의 기본을 조금은 재미있게 배울수 있겠구나

하는 안도감도 생겼어요

우리 주변의 힘에 대해서 알아보는 이야기도 무척 흥미로웠어요

공기의 저항이 없다면 빗방울은 흉기가 된다고 하네요

낙하하는 물방울에는 중력 외에 공기의 저항이라는 힘도 작용하고 있다고 해요

빗방울이 고도 2km지점에서 공기의 저항없이 낙하하면 계산상으로는 지상에서 초속 약 200m라는 고속이 되어

빗방울이라고 해도 위험할 수 있는데

실제로 그러한 일이 생기지 않는 것은 공기의 저항 덕분이라고 하네요

공기저항은 물체의 속력이 클수록 증가하는 성질이 있는데

빗방울이 낙하하면서 가속되는 사이에 공기의 저항은 순간적으로 커져 최정적으로는 중력과 같아진다고 해요

중력과 공기 저항의 합력이 0이고 이 상태는 힘이 실질적으로 작용하지 않는 것과 같아

힘의 평형을 이룬다고 하네요

지금까지 빗방울이 흉기가 된다는 생각은 해본적이 없는데

이러한 주제로 매우 흥미롭게 공기의 저항에 대해서도 배운것 같아요

아이도 그림을 보면서 설명을 듣는데 너무 신기하다고 했어요

아이가 중학교 입학하기전에 중학생필독도서인 뉴턴라이트 책을 잘 읽혔다고 생각해요

한 번 읽었다고 모든것을 이해했다고 생각하지 않지만

물리 공부를 하기전에 미리 반복해서 읽어보면 좋을것 같았어요

거기다 학교에서 물리 공부를 할때 이 책 속으의 그림들이 보충설명이 되어줄것 같았네요

물리 그중에서도 가장 중심이 되는 내용인 힘과 운동의 원리를

자세한 설명으로 조금 더 쉽게 만나볼 수 있었던

뉴턴라이트 물리의 기본 힘과 운동편,

과학을 좋아하는 아이들은 물론

과학을 어려워하는 아이들에게 많은 도움이 될만한

중학생과학추천도서 였기에

학교에서 뉴턴라이트 책을 부교재로 사용하면 참 좋겠다는 생각이 들었네요

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