힘이 보여요(똑똑 융합 과학씨 6)

힘에 얽힌 역사, 신화, 예술, 과학 이야기



[똑똑 융합과학씨 힘이 보여요]는 과학이 역사와 신화, 예술, 기술, 공학 등과 연결되어 있음을 여러 이야기로 보여 주며, 과학 개념과 관련 지식을 하나로 엮은 통합 지식 교양서 [똑똑 융합과학씨 시리즈]의 여섯 번째 권입니다. 옛사람들과 철학자들은 힘에 대해 어떻게 생각했고, 힘의 정체는 무엇이고, 힘이 어떻게 세상의 조화를 유지시키고, 문명을 발달시켰는가와 같은 이야기를 통해 우리 주변에서 그냥 넘어가기 쉬운 힘이란 존재에 대해 새로운 눈으로 바라보게 합니다.



▶ 역사, 신화, 예술, 철학 그리고 과학까지

우리가 알고 싶던 세상 모든 힘에 관한 이야기



가만히 있던 물체가 움직이는 데는 이유가 있어요. 누군가가 손으로 들어 올리거나 밀거나 당기기 때문이지요. 가만히 있던 비닐봉투가 휙 날아가는 것도 바람이라는 원인이 있기 때문에 움직이는 거예요. 그런데 사과가 익어서 나무에서 분리되는 순간, 사과는 땅으로 떨어져요. 바람이 분 것도 아니고 누가 손으로 잡아 땅을 향해 내던진 것도 아닌데도 말이지요. 사과만 아니라 모든 것이 다 땅을 향해, 정확히 말하면 '지구 중심을 향해' 떨어져요. 왜 그런 걸까요?

이런 여러 가지 현상에 대해 궁금해한 사람들이 있어요. 고대 그리스 철학자들은 어떤 일이 일어나는 데에는 그 원인이 있다고 생각했죠. 당시에는 오늘날처럼 과학이 발달하지 않아서 실험할 도구나 기계가 없었어요. 따라서 머릿속으로 열심히 생각해서 여러 가지 가설들을 내놓았죠. 어떤 이는 신화 속에서 그 이유를 찾기도 했고, 어떤 이는 철학 속에서 그 이유를 찾았죠. 그중에는 틀린 것도 있고 맞는 것도 있었어요. 하지만 중요한 것은 '왜 이런 일이 일어날까?' 의문을 갖고 그 원인을 캐려고 노력했다는 점이에요.

그런 노력은 무려 2,000년 가까이 계속된 끝에, 마침내 뉴턴이 '중력'이라는 것을 발견해 냈죠. 그리고 그런 노력이 쌓이고 모여서 '중력' 외에도 여러 가지 '힘'이 발견되었어요. 우리는 전혀 느끼지 못했지만 여러 가지 힘에 의해 우리 세계는 움직이고 지탱되고 있었어요. 소립자부터 거대한 우주에 이르기까지 작용하는 힘의 정체는 과연 무엇일까요? 우리가 알고 싶은 세상 모든 힘에 관한 이야기를 만나 봅니다.



▶ 힘에 관해 배운 지식으로 나눔을 실천하다



'작은 아이디어가 세상을 바꿔요'에서는 힘에 대해 제대로 알면, 적은 힘으로 큰 힘을 발휘할 수 있음을 알 수 있어요. 손으로 펌프질을 해서 물을 퍼올리려면 무척 힘들어요. 하지만 체중을 실은 발 펌프를 쓰면 훨씬 적은 힘으로 더 많은 물을 퍼올릴 수 있죠. 집을 지을 때도 좋은 건축 자재는 무척 비싸요. 하지만 마찰력과 지구 중력에 대한 이해가 있으면, 흔히 볼 수 있는 달걀판이나 페트병 벽돌, 흙 부대를 사용해서 튼튼한 벽을 쌓을 수 있어요. 이렇게 값싼 재료로 만들 수 있는 기술은 가난한 사람들에게 큰 도움이 되지요. 또, 사이펀의 원리로 간편 수도꼭지를 만들어서 좀 더 위생적으로 물을 관리할 수도 있고요. 이처럼 힘과 운동 법칙의 원리를 알게 되면 이를 이용한 물건들을 만들어서 많은 사람들에게 나눔을 실천할 수 있어요.



▶ [똑똑 융합과학씨 시리즈]로 융합의 시대, 새로운 과학을 만나다



[똑똑 융합과학씨 시리즈]는 과학이 역사와 신화, 예술, 기술, 공학 등과 연결되어 있음을 여러 이야기로 보여 주며, 과학 개념과 관련 지식을 하나로 융합하여 일상생활에서 문제를 발견하고 해결할 능력을 키워 주는 통합 지식 교양서이다. 새로이 바뀌는 융합인재교육과정(스팀, STEAM)에 맞추어 펴낸 똑똑 융합과학씨 시리즈로 융합의 시대, 새로운 과학을 만나 보세요.

들어가는 글



1. 힘, 옛날 옛적에……

힘센 사람들이 최고야!

힘은 보일까? 안 보일까?

힘의 정체가 궁금해!

[생각이 크는 숲] 힘의 정체를 밝혀라!



2. 자연 현상을 만드는 기본 힘 넷

지구가 끌어당기는 힘, 중력

같으면 밀고 다르면 당기는 힘, 전자기력

아주 작은 세계에서 작용하는 두 가지 힘, 핵력

[생각이 크는 숲] 보이지 않는 힘이 만들어 낸 현상



3. 세상의 조화를 이루는 다양한 힘들

미끄러지지 않게 붙들어 줄게, 마찰력

원래대로 돌아갈래, 탄성력

꾹 눌러봐, 압력

공기와 물이 누르는 힘, 기압과 수압

물이 물체를 떠받치는 힘, 부력

[생각이 크는 숲] 털 있는 곳에 힘이 있다!



4. 힘과 운동의 법칙

힘과 운동 사이에는 법칙이 있어

?뉴턴의 운동 제1 법칙, 관성의 법칙

?뉴턴의 운동 제2 법칙, 가속도의 법칙

?뉴턴의 운동 제3 법칙, 작용·반작용의 법칙

자전거에 작용한 다양한 힘과 운동 법칙

[생각이 크는 숲] 자기 몸무게의 10배의 힘을 견디는 우주 비행사



5. 생활 속 도구와 힘

작은 힘으로 큰 힘을 만드는 지레

무게를 덜어 주는 도르래

힘을 전달하는 축바퀴

거리는 늘어나도 힘은 덜 드는 빗면

힘의 조화로 이룬 예술, 오케스트라

수압으로 연출하는 종합 예술, 분수 쇼

중력 접착제로 쌓은 돌탑

[생각이 크는 숲] 사람과 도구의 힘으로 탄생한 피라미드



6. 적응하고 이용하고 극복하며 살다

총알처럼 빠르게 움직이는 식물들

마찰력을 높이거나 줄이도록 진화한 동물들

공기를 이용하는 물고기와 식물

어마어마한 수압을 견디는 심해 물고기

전기를 만들어 내는 생물들

[생각이 크는 숲] 중력 때문에 키가 줄었다고?



STEAM 작은 아이디어가 세상을 바꿔요

힘의 원리를 알면 새로운 세계가 열린다



찾아보기

박미경 저자 박미경은 대학에서 토목공학을 공부했어요. 출판사에서 책 만드는 일을 하며 틈틈이 여행 책을 쓰기도 했어요. 앞으로 어린이 책으로 더 많은 친구들과 만나기를 바라며 지금도 꾸준히 책을 쓰거나 만들고 있답니다.