[물리] 운동 방정식(운동의 제2법칙)

개념 : 힘은 질량 X 가속도

  가속도는 가해지는 힘에 비례하고 물체의 질량에 반비례합니다. 물체가 움직이는 방향은 힘이 가해지는 방향입니다.

 F = ma (F : 힘,  m : 질량,  a : 가속도)

 

 

  물체에 힘을 가하면 움직이기 시작하고, 같은 방향으로 힘을 계속 가하면 점점 속도가 빨라집니다. 즉, 가속도(단위 시간에 속도가 빨라지는 비율)가 생깁니다. 내리막길에서 자전거를 타고 있으면 페달을 밟지 않아도 중력의 작용으로 점점 속도가 빨라지는 이치가 바로 가속도입니다.

 

  이때 위와 같은 관계식이 성립하는데 이를 뉴턴의 운동의 제2법칙 또는 운동 방정식이라고 합니다. 이 방정식은 고전역학에서 가장 기본이 되는 것으로, 자전거나 인공위성 등 모든 움직이는 물체는 이 법칙에 따라 움직입니다.

 

  시간에 쫓기는 현대 사회에서 출발할 때의 추진력이 승부를 결정하는 경우가 매우 많이 있습니다. 일상생활을 보다 빠르게 움직이려면 어떻게 하는 것이 좋을까요? 운동의 법칙에 의하면 체중을 줄이고 다리와 허리 힘을 기르는 게 좋습니다. 이와 같은 원리로 만든 것이 바로 F1(Fomula1) 경주용 자동차입니다. 강력한 엔진에 가능한 한 가벼운 차체로 출발할 때 강력한 힘(가속도가 커지므로)을 내게 되므로 보다 유리하게 됩니다. 운동의 제2법칙이 의외의 곳에서 응용되고 있는 사례입니다.