이런 물리라면 포기하지 않을 텐데 : 광쌤의 쉽고 명쾌한 물리학 수업

이광조

오로지물리학이라는학문이지닌매력에이끌려물리학과에진학했지만,암기위주의획일적이고권위적인물리교육에회의감을느꼈다.물리의본질은무엇인지스스로에게끊임없이질문하며,그본질에보다가까이다가가고자몰입하다보니어느새나만의방식으로물리를해석할수있게되었다.소개팅에나간물리학과학생들이상대방에게“학교다닐때물리를가장싫어했어요.”라는말을듣지않는날이올때까지,물...

들어가며

1장물리학자의생각속으로
말과글보다쉬운물리학의표현_양,숫자,물리량
숫자를줄이는물리학의기술_단위
기원전의물리학은어땠을까?_에라토스테네스의지구둘레구하기①
기원전의물리학아이디어살펴보기_에라토스테네스의지구둘레구하기②
누구에게나활짝열린물리학_물리공식직접만들기
공식만들기원리_속력,거리,시간
이론만들기원리_사고실험
물리학이론의논리적진화_아리스토텔레스에서갈릴레이로

2장물리학의성격과도구
물리학의세가지성격_변화,결과,분석
분석에사용되는편리한도구①_평균
분석에사용되는편리한도구②_삼각함수
[쉬어가기]물리를잘하려면수학을잘해야한다?

3장뉴턴이세운물리학의기둥:운동3법칙
숨은힘의정체를찾아낸다_관성법칙
움직임의미래를예측한다_가속도법칙
뉴턴의운동법칙중간연습_등가속도운동공식만들기
힘이작동하는방식을밝혀낸다_작용-반작용법칙
물리고수로향하는첫걸음_뉴턴의운동3법칙혼합적용
[쉬어가기]인간아이작뉴턴

4장F=ma의주인공,힘의여러가지모습
태어나서죽을때까지받는힘_중력
중력의효과는얼마나될까?_중력가속도
중력과꼭닮은또다른힘_전기력
수직으로맞서는힘_수직항력
수평으로맞서는힘_마찰력
팽팽한줄에걸리는힘_장력
나다시돌아갈래_탄성력
[쉬어가기]‘단,OOO은무시한다.’라는문구가중요한이유

5장어려운물리쉽게이해하기:물리문제해결실전
모든물리문제의출발점_비례와반비례관계
비례와반비례관계의확장적용_원인과결과의구분
코끼리와개미가동시에떨어진다면?_사고실험의증명
2차원운동을1차원으로_밀기와끌기
새로운문제해결아이디어_상대속도①
전지적작가시점을탈피하라_상대속도②
[쉬어가기]우려먹기가심한물리학과양자역학

6장2차원운동분석하기
애매하게던지면어떻게할래?_포물선운동①
애매하게던지면이렇게할래!_포물선운동②
2차원운동=1차원운동+1차원운동_수평운동+수직운동
던진각도에따라분석하기_포물체운동경로분석①
던진속도에따라분석하기_포물체운동경로분석②
높이H인곳에서던진다면?_수평으로던진물체의운동
[쉬어가기]영원히떨어지는인공위성

7장시간의물리학
시간의물리학_운동량과충격량①
주고받는충격량이항상똑같은이유_운동량과충격량②
시간늘리기의두가지이면_작은충격력과큰충격력
운동량이사라지지않아_운동량보존법칙
[쉬어가기]이미일상에깊게파고든물리

8장공간의물리학
공간의물리학_일과에너지
일의원리와도구①_지레와빗면
일의원리와도구②_도르래
일과운동의관계는?_운동에너지
시간과공간의연결고리_속도
특별한힘에일을해서저장한에너지_퍼텐셜에너지
지구와물체사이의보이지않는용수철_중력퍼텐셜에너지
세상에공짜는없다_에너지보존
[쉬어가기]우리가물리학을공부해야하는이유(feat.광고에속지마세요)

마치며
참고문헌

논리를무기로어려운물리학개념을쉽게분석한다!
시공간과차원을넘나드는복잡한문제도간단히해결!

학교에서물리를배웠던사람이라면많은도르래와복잡하게엉킨줄이등장하거나,실로연결된여러상자들을끌거나,특정각도로던진공의포물선운동을분석하는등그림에서부터숨이턱막히는물리문제들을본적이있을것이다.그러나이역시결국에는가장단순한개념들을모아놓은것에지나지않으므로차근차근실뭉치를풀다보면간단하게해결할수있다.
이중도르래문제를해결하는데필요한핵심개념은‘일은물체에들이는힘과물체가움직이는거리에비례한다.(W=Fs)’라는간단한식이전부다.세상의모든일은힘을더들이는대신물체가움직이는거리를짧게하거나,힘을덜들이고물체가움직이는거리를길게하거나둘중하나에속한다.물체를끌어올리는도르래역시줄을이용해물체가움직이는거리를길게하면서들이는힘을길어진거리만큼만줄이는도구일뿐이다.이핵심개념만잊지않으면도르래문제는초등학교수준의사칙연산문제가된다.예를들어물체에줄이6개연결되어있다면,내가물체무게의6분의1만잡아당겨도물체를들어올릴수있는것이다.도르래구조가아무리복잡하더라도줄이천장에몇개연결되어있는지만파악하면,그다음부터는줄개수로나누기만하면내가당기는힘의크기를구할수있다.
사실물체의모든운동은뉴턴의3가지운동법칙안에서이루어진다.세가지법칙만제대로이해하면우주에존재하는모든움직임을설명할수있다는뜻이다.단,문제에서는이처럼뻔한물리학내용을의도적으로복잡하게조작한다.그러나그실체역시가장단순한것에서부터출발한다는사실만알고있다면,어떤물리문제를만나도쉽게해결할수있다.

바로써먹을수있는물리학표현과기술을쉽게익힌다!
알고보면세상쉽고단순한물리학법칙과원리

고대그리스에서21세기인현재까지,수많은물리학자들이자연현상을분석하며알아낸단하나의사실은‘처음부터복잡한일은없다.’라는것이다.복잡함이란곧단순함의집합일뿐이다.사람들은고르기아스의매듭을단칼에잘라낸알렉산더대왕처럼복잡하게엉킨개념들을단번에풀어내는묘안을알고싶어한다.그러나그런묘안이존재할수없는이유는,복잡한개념역시가장단순한여러개념을모아정리한것에불과하기때문이다.물리학은천재들만할수있는분야라는인식이있다.머리가엄청나게비상하거나획기적인아이디어를가지고있어야도전할수있다는말도들리곤한다.그러나오히려물리문제들은가장쉬운방법을여러번단순반복하는과정이전부다.즉물리학은그어느분야보다도누구에게나활짝열려있는과목인것이다.
물리학의표현역시마찬가지다.물리기호들을얼핏보면아는사람들끼리만이해할수있도록어렵게꼬아서심술을부린것처럼보인다.그러나막상그뜻을알고보면일반적인말과글보다훨씬직관적이며이해하기쉽다.α,β,μ,∑,?,∞,cos,sin,tan등외계어같은기호들은물리를공부하려는사람들의앞길을막아서는험상궂은문지기가아니다.오히려더욱편하고빠르게물리의본질에다가설수있도록만들어주는물리학의언어다.마치한글이나영어를공부하는것처럼,이물리언어들을단10분만에모두배워자유자재로활용할수있다면누구나거짓말이라며고개를저을것이다.그러나물리학의언어와표현은여러분이생각하는것만큼결코어렵지않다.
길고어려운수식으로복잡하게쓰인물리학법칙과이론역시누구나새롭게자신만의공식을만들어낼수있을만큼간단하다.알고보면‘이렇게쉬운데,그동안왜애를먹었을까?’라고생각할정도로허무할것이다.고급단계의수학과그래프를사용하지않는초등학교수준의수학만으로도물리학의핵심법칙과이론들을모두이해하고설명할수있다.