뉴턴의 3가지 운동법칙, 일상의 행동 패턴과 연결하여 이해하기!

 

운동법칙을 일상의 행동과 연결하여  바라보기– 뉴턴 3법칙

 

목차

• 들어가며 – 움직임에도 법칙이 있다?
• 1️⃣ 제1법칙 – 관성의 법칙
• 관성과 버릇/습관의 유사성
• 2️⃣ 제2법칙 – 힘 = 질량 × 가속도
• 3️⃣ 제3법칙 – 작용과 반작용의 법칙
• 요약 슬라이드
• 마무리 – 움직임을 이해하는 가장 단순한 도구

들어가며 – 움직임에도 법칙이 있다?

우리가 걷고, 뛰고, 던지고, 미는 모든 움직임. 사실 이 모든 건 딱 3가지 법칙으로 설명할 수 있습니다. 바로 뉴턴의 운동법칙(Newton’s Laws of Motion)이죠.

과학 커뮤니케이터 이선호 스타일로, 이번 글에서는 공식 외우기 대신, 상상과 공감으로 뉴턴의 3법칙을 쉽게 풀어보겠습니다.

 

---

1️⃣ 제1법칙 – 관성의 법칙: “움직이면 계속 움직이고, 멈추면 계속 멈춘다?”

“힘이 작용하지 않으면, 정지한 물체는 계속 정지하고, 움직이던 물체는 계속 같은 속도로 움직인다.”

일상 속 예시

• 버스 타고 가다가 급정거! 몸이 앞으로 확 쏠리죠? 그게 바로 관성입니다.
• 책상 위에 놓인 공은 가만히 있죠? 외부에서 힘을 주지 않으면 움직이지 않습니다.

 

---

조금은 다른 이야기 

우리의 일상적인 행동 패턴인 버릇과 습관은 물리학의 관성 법칙과 매우 유사한 방식으로  작동하는 것 같아서, 이를 관성을 의미하는 한자어‘慣性’과 영어단어  “Inertia” 를 통해 살펴보려 합니다.

한자로는:
- 慣(익숙할 관): 익숙해지다
- 性(성품 성): 성질, 본성
즉, “익숙해진 성질” 또는 “몸에 밴 성향”이라는 의미죠.

또한 영어 단어 “Inertia”는 라틴어 iners에서 유래되었는데, 이는 “활동적이지 않은” 혹은 “게으른”이라는 뜻을 담고 있습니다.

17세기 독일의 천문학자 요한 케플러(Johannes Kepler)에 의해 물리학 용어로 도입된 이 “Inertia” 는, 오늘날 우리가 아는 바로 그 ‘관성’의 의미로 발전하게 됩니다.

즉, inertia는 단순한 물리 개념을 넘어 심리적, 행동적 경향성까지 설명할 수 있는 단어입니다.

• 아침 늦잠을 자는 습관,
• 자주 사용하는 말버릇,
• 퇴근 후 TV를 켜는 행동…

이런 습관들도 외부의 ‘힘’(피드백, 자각, 계기 등)이 없으면 계속해서 반복됩니다. 마치 정지한 물체가 힘을 받기 전까지는 계속 정지해 있는 것처럼요.

 

관성과  버릇/습관의  유사성

• 정지 상태: 어떤 사람이 특정한 행동을 오랫동안 하지 않으면, 그 행동을 다시 시작하기 어렵습니다. 이는 정지 상태의 물체가 외부 힘 없이는 움직이지 않으려는 것과 닮았습니다.
• 일정한 속도: 형성된 습관은 계속 유지되기 쉽습니다. 매일 아침 7시에 일어나는 습관은 특별한 이유 없이는 계속됩니다. 이는 일정한 속도로 움직이는 물체가 외부 힘이 없을 때 그대로 운동을 지속하는 것과 유사합니다.
• 외부 힘의 필요성: 나쁜 습관을 고치거나 새로운 습관을 만들기 위해서는 외부 자극이 필요합니다. 다이어트를 결심하고 식단을 바꾸고 운동을 시작하는 일, 이것이 곧 행동에 작용하는 ‘외부의 힘’이죠.

결론적으로, 우리의 일상적인 행동 패턴인 버릇과 습관은 물리학의 관성 법칙과 매우 유사한 방식으로 작동합니다. 이러한 관점을 통해 우리는 왜 특정 행동이 반복되고, 변화가 어려운지를 더 잘 이해할 수 있게 됩니다.

 

 결국 ‘사람도 익숙한 대로 살아가려는 힘, 즉 관성’을 갖고 있다는 것!

 

---

 

2️⃣ 제2법칙 , 힘 = 질량 × 가속도: “같은 힘으로 밀었는데 왜 다르게 움직이지?”

“힘은 질량과 가속도의 곱이다. F = m × a”

 

 

Force라는 단어의 어원과 의미

‘Force’라는 단어는 고대 프랑스어 force에서 유래되었으며, 이는 "힘, 강인함, 용기, 인내, 강제력"을 의미합니다. 더 거슬러 올라가면 라틴어 fortia, 그리고 fortis라는 단어에 닿는데, 이 fortis는 “강한, 확고한, 대담한”이라는 뜻을 가지고 있습니다.

이러한 어원은 물리학에서 ‘힘’이 단순한 ‘밀고 당기는 작용’ 이상의 것이라는 점을 잘 보여줍니다. 힘은 물체의 상태를 변화시키는 능동적인 에너지 작용이며, 운동을 시작하거나 멈추게 하고, 방향을 바꾸는 원인이 되죠.

이러한 개념은 뉴턴의 제2법칙이 말하는 수학적 관계, 즉 F = ma와도 연결됩니다.

 

예시 상황 :

• 같은 힘으로 축구공과 볼링공을 찼다고 가정해보세요. 축구공은 멀리 나가지만, 볼링공은 별로 안 나갑니다. 왜냐고요? 질량이 다르니까요!

용어 해설

• 힘(Force, F): 물체에 작용하는 밀거나 당기는 힘
• 질량(Mass, m): 물체의 무게가 아니라, ‘변하지 않는 물질의 양’
• 가속도(Acceleration, a): 속도의 변화량 (얼마나 빠르게 속도가 바뀌는지)

---

3️⃣ 제3법칙 – 작용과 반작용의 법칙: “밀면 밀린다! 밀렸으면 나도 민다!”

“모든 작용에는 크기가 같고 방향이 반대인 반작용이 있다.”

실생활 예시

• 벽을 손으로 밀었는데, 손이 아픈 이유? 벽도 나를 같은 힘으로 밀고 있기 때문!
• 수영장에서 손으로 물을 밀면, 몸이 앞으로 나아가는 이유? 물이 나를 반대로 밀어주기 때문입니다.

용어 해설

• 작용(Force of action): 내가 가한 힘
• 반작용(Reaction force): 그 힘에 대한 반대 방향의 응답

---

요약 슬라이드

법칙 번호	이름	핵심 메시지
제1법칙	관성의 법칙	힘이 없으면 그대로 유지된다
제2법칙	가속도의 법칙	더 무거우면 더 힘이 필요하다 (F=ma)
제3법칙	작용-반작용 법칙	미는 만큼 밀린다. 힘은 항상 쌍으로 발생한다

---

마무리 – 움직임을 이해하는 가장 단순한 도구

뉴턴의 운동법칙은 단지 시험을 위한 공식이 아닙니다.
지금 이 순간에도, 여러분이 스크롤을 내리는 손의 움직임, 의자에 앉아 있는 몸, 문을 여는 손짓—all 뉴턴의 법칙이 작동 중입니다.

이해하기 어렵다면 외우지 말고, “내 몸이 느끼는 감각으로 생각해보는 것”,
그게 바로 뉴턴을 가장 잘 이해하는 방법이에요.