볼링공이 30 N의 힘을 가지고 굴러간다?

안녕하세요, 설군입니다.

 

기본적인 물리적인 개념에 대하여 설명해보려고 합니다.

 

볼링공이 30 N의 힘을 가지고 굴러간다.

이 문장은 물리적으로 틀린 문장입니다.

 

물체는 힘을 가지고 굴러가는 것이 아닙니다.

물체는 힘을 가지고 있지 않습니다.

 

일반적으로 일상 생활에서,

"철수가 큰 힘을 가지고 있어." 라는 문장은 말이 됩니다.

막강한 권력을 가지고 있거나, 잠재력이 있다는 뜻으로.

또는 실제로 팔 힘이나 다리 힘이 강하다는 뜻으로 충분히 사용 가능한 문장이지요.

 

하지만 물리적으로 생각해보면. 위의 문장은 틀린것입니다.

물체에게 힘을 가했을 때, 그 물체는 운동량과 운동에너지를 가지고 굴러간다고 말할 수 있습니다.

이를 테면, 1 kg짜리 볼링공에 10 N을 1초간 가했을 경우,

이 볼링공은 10 kg m/s의 운동량을 가지고 굴러간다고 할 수 있습니다.

또한 이 때 볼링공의 속력은 10 m/s입니다.

 

 

 

A라는 볼링공이 서쪽에 있고

B라는 볼링공이 동쪽에 있다.

 

A를 10 N으로 동쪽으로 밀었고

B를 20 N으로 서쪽으로 밀었다.

 

두 공이 충돌하였다.

 

위에서 A, B에게 각각 10 N, 20 N의 힘을 가하였으므로.

A는 B에게 10 N의 힘을 가하였고.

B는 A에게 20 N의 힘을 가하였다.

위의 경우는 물리적으로 잘못 해석한 경우입니다.

A, B를 각각 10 N, 20 N의 힘으로 밀었다고 해서

A, B가 10 N, 20 N을 '그대로'전달해주는 매개체가 되는 것은 아닙니다.

 

또한, A가 B에게 설사 10 N의 힘을 가하였다면,

작용 반작용에 의해서. B도 무조건 같은 크기의 힘을 A에게 가하는 것이 옳습니다.

 

철수가 짱구와 손바닥을 서로 부딪쳤는데.

철수는 10 N의 힘을 받고

짱구가 20 N의 힘을 받는다는 건

말이 안 된다는 것이지요. 주고받은 힘의 크기는 같습니다.

 

그러므로 위의 문장은 물리적으로 틀린 문장이 되는것입니다.

 

 

 

옛날에, 뷔리당이라는 과학자가 제시한 '임페투스'라는 개념이 있습니다.

물체에게 힘을 가하면, 물체는 임페투스를 갖게 되고

 

우리가 흔히 공을 굴렸을 때 공이 가다가 멈추는 이유는

공이 처음에 부여받은 임페투스가 모두 떨어진 것. (이를 테면 연료가 모두 소진된 것) 이다.

 

라고 설명하는것이 바로 뷔리당의 임페투스 개념인데요.

 

 

틀린 개념이지요.

물체가 멈추는 이유는 마찰력으로인해 운동에너지를 잃었기 때문이지

물체가 가지고 있던 임페투스가 스스로 떨어진 것은 아니지요.