물리와 친해지는 1분 실험

사마키다케오

저자:사마키다케오
1949년생으로,지바대학교교육학부에서과학교육(물리화학)을전공했고,도쿄가쿠게이대학교대학원에서교육학연구과과학교육전공(물리화학강좌)과정을수료했다.호세이대학교생명과학부환경응용화학과교수를역임했으며현재는도쿄대학교비상근강사이자교육학자,평론가로활동하고있다.전문분야는과학교육과과학커뮤니케이션으로,과학의재미를알리는책을집필하고강연하면서하루하루를보내고있다.주요저서에는《5분뚝딱물리학수업》《하루과학》《청소년을위한물리이야기》《과학잡학사전통조림》(일반과학편,우주편)《한번읽으면절대잊을수없는화학교과서》《무섭지만재밌어서밤새읽는지구과학이야기》《세상모든화학이야기》등이있다.

역자:조민정
대학에서일어교육학을전공했으며일년간일본에서체류하며일본의다양한책을국내독자들에게도소개하고싶다는마음으로번역가의꿈을키웠다.주요역서로는《초등학생을위한자연과학3651학기》《법칙,원리,공식을쉽게정리한물리·화학사전》《재밌어서밤새읽는소립자이야기》등이있다.

감수:최원석
경북구미에있는진평중학교에서학생들을가르치는교사이자,과학이야기를흥미롭게풀어내는과학저널리스트이다.EBS와YTN사이언스에서과학자문을했으며,‘EBS스타강사특강’에서는강연을,YTN사이언스<고쳐듀오1>에서는진행을했다.각종저널과웹진,잡지,사보등에꾸준히저술활동을하고있으며,교사와일반인을대상으로한과학대중화를위한강연활동도활발히진행중이다.그러한공을인정받아2013년‘올해의과학교사상’을수상했다.논문으로「SF영화를활용한과학교육방안탐구」가있고,지은책으로《과학을만든결정적질문》《물리학이이렇게쉬울리없어》《십대를위한영화속과학인문학여행》《광고속에숨어있는과학》《영화로새로쓴물리교과서》등이있다.그중다수의책이한국과학창의재단의우수과학도서로선정되었고,중국과대만으로도저작권수출되고있다.

머리말？4

제1장주스500g을마신뒤몸무게를재면500g이늘어날까?:물리의기본개념_질량,부피,밀도
01저울위에서한쪽발을들면실제보다가벼울까?_질량보존법칙？12
02컵을거꾸로엎어서물에넣으면컵안에물이들어갈까?？18
03공기의무게는어떻게잴수있을까?？21
04철1kg과실1kg은어느것이더무거운가?？26

제2장하늘이파란이유와바다가푸른이유는다르다:빛과색
01캄캄한어둠에적응되면물체가눈에보일까?？34
02거울속물체는어떻게보이는걸까?_빛의반사？38
03물이있을경우와물이없을경우에컵안의동전이왜다르게보일까?_빛의굴절？43
04돋보기로형광등불빛을모으면어떤모양이될까?？51
05무지개는어떻게생길까?_빛의분산？55
06하늘은왜파랄까?？59

제3장소리를눈으로본다?:소리와진동
01우리귀는무엇을듣는걸까?？68
02소리의높낮이는어떻게정할까?？73
03나팔이나악기는어떻게소리를크게만들까?？78

제4장'평소보다열이높다'는것은맞는말일까?:온도와열
01온도와열은같은의미일까?？84
02온도계는어떻게온도를잴까?？87
03물체마다열을전달하는정도가다르다？93
04온도가올라가면왜부피가늘어날까?？97
05팽창하면온도가어떻게될까?？100

제5장힘이작용하면반작용이따른다:힘과압력
01힘이작용하면반드시반작용이따른다_작용·반작용법칙？104
02달걀껍데기는얇은데,왜세게쥐어도깨지지않을까?？112
03송전선은수평을이룰까?？116
04마찰력은왜생길까?？119
05표면장력은왜생길까?？121
06빨대로음료수를빨아올리는것에는어떤힘이작용할까?？123
07심해어는어떻게2만1,000hPa이상의압력을견딜까?？129

제6장지하철안에서점프하면어떻게될까?:운동과힘
01움직이는버스나지하철안에서점프하면어디에착지할까?？138
02관성법칙을이용한재미있는실험？143
03삶은달걀과날달걀을깨지않고가려낼수있을까?？146
04권총과소총의총알중어느쪽이멀리날아갈까?？151
05똑같은크기의지우개와스티로폼을1.5m높이에서떨어뜨리면?？153

제7장지레와도르래는어떻게힘을늘려줄까?:일과에너지
01양끝에서야구방망이를잡고서로다른방향으로돌리면어떻게될까?？164
02오뚝이는어떤원리로계속흔들리는걸까?？168
03달걀을깨뜨리지않고세우는방법은?？171
04빗자루에도르래처럼줄을감고끌어당기면?？175
05흔들리는추의중간에장애물을설치하면추는어떻게될까?？183

제8장나침반의N극은왜늘북쪽을가리킬까?:자석과자기장
01냉장고에붙이는동그란자석의N극과S극은어느부분일까?？192
02물위에띄운나침반의바늘은어디를가리킬까?？195
03자석을자르면N극과S극은어떻게달라질까?？201

제9장정전기,1cm의불꽃에약1만V:정전기와동전기
01빨대를지우개로문지르면왜정전기가발생할까?？210
02정전기로형광등에불을켤수있을까?？216
03빨대로도자기찻잔을움직이게할수있을까?？219
04건전지두개를어떻게연결하면전기가흐를까?？225
05알루미늄포일로건전지양끝을연결하면어떻게될까?.230

감수의말？238

소리의진동,압력,대기압,관성의법칙,자석의성질까지,
어렵고복잡해보이는물리가
쉽고재미있는실험들을통해친근해진다!

우리는더울때부채질을하고,냉장고에서시원한음료수를꺼내병따개로따서마른목을축이기도합니다.또냉장고에잊지말아야할것들을써서자석으로붙여놓기도하지요.이러한모습은우리가늘경험하는평범하고일상적인상황이지만사실이속에는물리의법칙들이숨어있습니다.하지만우리는자신이보고,듣고,겪는행동들이정작물리와관련되었다고생각하지못하고,물리를그저어렵고복잡한것이라고만생각합니다.《물리와친해지는1분실험》에서는쉽고간단한실험들을통해우리가일상에서마주하는물리의법칙들을들여다봅니다.그러다보면어느새물리와친해져있는자신을발견하게될것입니다.

이책에는간단하면서도학생들이쉽게따라할수있는실험들이풍부하게제시되어있다.그리고더중요한것은집에서학생들이혼자서도충분히따라해볼수있는것들이라는점이다.이책의가치는물리개념과이런실험들이유기적으로잘결합되어있다는점이다.그장점을잘살리기위해서는단지책을읽는데그치지말고책속의실험들을같이해본다면자신이잘못알고있었던물리개념을깨닫게되는좋은계기가될것이다.

-진평중학교과학교사,전EBS·YTN과학자문위원,과학저널리스트최원석

1.물리와친해지는단계적접근!
저자는우리에게물리와친해질수있는마법의안경을제공합니다.그것은바로우리자신을중심으로하는물리로의단계적접근인데요,책은우리가쉽게발견하고관찰할수있는물리로부터우리자신에게서조금더멀리떨어져서생각해볼수있는,더큰세계의물리로우리를안내합니다.
책은총9개의장으로구성되어있습니다.처음장에서는우리가흔히관찰할수있는물체의질량,부피,밀도에대해다룹니다.그러고나서우리가주변에서쉽게경험할수있는현상들인빛,소리,온도란무엇이고어떠한성질을갖고있을까를이야기합니다.더나아가책은우리가물체나기타대상에가하고그작용을볼수있는힘,그결과인운동,그리고이렇게일을할수있는능력인에너지를소개합니다.마지막으로는우리에게서더나아가사물그리고지구에서발견할수있는자기장과전기로까지이어지며물리와세계를보는시야를확장합니다.
이러한접근을통해우리는물리란우리주변에서쉽게발견할수있는것이자우리세계를설명하는중요한원리임을알수있게됩니다.

2.누구나쉽게따라할수있는1분물리실험!
독자는단순히단계적접근만을통해물리와친해지지않습니다.이책의가장큰매력은앞서도이야기한대로누구나쉽게따라할수있는물리실험들을풍성하게담고있다는점입니다.실험들을통해독자는단순히머릿속에서만물리를만나고이해하는것이아니라자신의오감을통해실제로물리법칙들을경험하고이해하게됩니다.
어떤것을배우고이해할때머리로습득하는것도중요하지만,무엇보다더오래남는것은바로몸,즉오감을통해경험한것입니다.물리가어려운이유는주로교과서를통해이론으로서만접하기때문입니다.이렇게하면물리의개념을온전히이해하기가쉽지않은데요,실험을통해물리의기초개념을직접보고느끼며받아들인다면물리가훨씬쉽고재미있어질것입니다.그런데과학실험이라고하면뭔가거창하고어려울것만같지요.하지만《물리와친해지는1분실험》에실린실험들은주변에서쉽게구할수있는물체들을이용해서도충분히따라할수있는것들로구성하였습니다.
집에있는컵,거울,달걀,빨대,냉장고에붙어있는자석등을이용해책속실험을따라하다보면어렵고복잡하기만했던물리가한결친근해질것입니다.

3.실험을뒷받침해주는자세한개념설명!
아무리생생한경험을해도그것을말로표현하고기록으로남기지않으면온전히우리것이되기어렵습니다.물리의경우에도마찬가지입니다.실험을통해물리법칙을생생하게경험했다고하더라도그것이어떠한개념을담고있는것인지를상세하게말로풀어서설명해주는것이없다면실험의경험은오래남지않을것입니다.
이책은먼저물리의개념을제시해주고물리개념속법칙을실험을통해확인해보기도하고,실험을먼저한후그실험속에숨겨진물리의법칙이무엇인지설명해주기도합니다.이처럼단순히실험으로만끝나는것이아니라자세한설명을통해물리실험의이해를돕습니다.《물리와친해지는1분실험》은실험이라는현상속에담긴무형의법칙과원리를우리가언제든살펴볼수있는언어로기록해놓은책입니다.왜우리가경험한것과같은물리현상이일어나는지에대한자세하지만난해하지않은설명들은실험의과정과결과를더잘이해할수있도록도와물리에흥미를느낄수있도록해줍니다.또한설명의이해를돕는시각화된그림들은어렵게만느껴지는물리개념들을더욱잘이해할수있도록도와줍니다.

4.청소년부터어른까지함께볼수있는물리책
우리의손을거쳐간책들은지금어디에있나요?교과서부터시작해서우리가보고읽었던수많은책들중정말좋은책들은아마지금도우리책꽂이어딘가에남아있을지도모릅니다.좋은책이란특정시기에만효력을발생하는것이아니라언제보아도새롭게감동을주는것이니말입니다.
이책속에담긴물리이야기는현재중·고등학교에걸쳐과학교과서에서가장기본적으로다루고있는부분입니다.교과참고도서로이책을활용한다면이해하기어려웠던교과서속물리의개념을쉽게이해하는데많은도움을줄것입니다.또한《물리와친해지는1분실험》은평소과학에관심이많은어른들의교양도서로도충분히활용가치가있는책이어서청소년부터어른까지모두함께볼수있습니다.학교에서는선생님과학생들이,집에서는부모님과아이들이이책을보며재미있게실험을하고함께물리에대한이해를넓혀갈수있을것입니다.그뿐만아니라한번책을선택한독자에게오랫동안즐거운실험활동의원천이자긴요한지식의보고로남을것입니다.