충돌과 안전장치 ① {작용 반작용 법칙}

왜 메뚜기들은 수백만 마리씩 떼를 지어 구름처럼 몰려다닐까요? 그것은 단일 경작이라는 인간의 행위가 가져온 반작용입니다. 광대한 농경지에 한 가지 작물만 심다 보니 그 작물의 천적이 한 지역에 몰려들게 되고 그럼으로써 기하급수적으로 개체 수가 불어난 것이죠.

 

 

인간이 그렇게 관여하기 전만 해도 메뚜기는 혼자 있기를 좋아하고 별로 해를 끼치지 않는 곤충일 뿐이었어요. 메뚜기들은 저 나름의 방식으로 인간들에게 반작용 반응을 보인겁니다. 인간이 지구의 검은 피인 석유를 유독가스로 변화시켜 생명을 질식시키는 구름을 만들어내면 지구는 지구 온난화라는 반작용으로 응답합니다. 어쩌면 자연재해는 인간이 지구와 대화를 하지 않으려는 작용에 따른 반작용이지 않을까요?

 

반대로 생각하기

 

콜럼버스는 동쪽에 있는 세상을 발견하기 위해서 서쪽으로 항해했습니다. 제너는 사람들에게 천연두 예방주사를 놓으려고 그들에게 천연두균을 주입했어요. 제프 베조스는 고객을 제품이 있는 곳으로 불러오는 방식이 아니라 자기 제품을 고객에게 가져다주는 방식을 선택했습니다. 이처럼 반대로 생각하기는 산업에서뿐만 아니라 예술과 과학에도 깊이 뿌리 박혀 있는 오래된 전략으로써 작용과 반작용이 필연적으로 맺어지는 관계이기 때문에 그에 대한 반작용, 반대 과정을 응용한 사고방식입니다.

 

소행성과의 충돌을 막을 수 있는 방법은 무엇일까요? 영화에선 5000킬로톤급 핵폭탄 8개를 소행성 100미터 깊이 정도 박아서 우주에서 폭파시킵니다. 이는 영화적 허용에 지나지 않아요. 지구상에 있는 핵폭탄을 모두 합쳐도 돌진해 오는 소행성을 폭파시키기에는 역부족입니다. 폭파시킬 수도 없을뿐더러 폭파된다 하더라도 파편이 어떻게 진행될지 전혀 예측할 수 없어 오히려 긁어 부스럼이 될 수도 있습니다.

 

 

가장 그럴듯한 대처 방법은 돌진하는 소행성의 궤도를 수정하는 방법입니다. 소행성의 표면에 초강력 로켓 엔진을 장착하는 것인데, 이 방법의 핵심 원리가 바로 뉴턴 운동 제3법칙, 작용 반작용의 법칙입니다.

 

판서 조직도

 

1. 뉴턴 운동 제3법칙, 작용과 반작용 법칙

 

내기의 꽃, 손목 치기. 맞는 놈도 아프지만 사실 때린 놈도 아픕니다.

 

 

스케이트를 타다가 친구를 밀면 친구만 밀려나는 게 아니라 나도 밀려나요. 내가 친구에게 오른쪽으로 힘을 작용하면 동시에 친구는 나에게 왼쪽으로 힘을 작용하기 때문이에요. 이처럼 힘은 두 물체 사이에서 상호 작용하는데, 이때 두 물체 사이에 작용하는 두 힘은 작용과 반작용 관계를 이룹니다.

	작용	반작용
손목 때리기	'나의 손가락'이 '친구 손목'을 때리는 힘	'친구 손목'이 '나의 손가락'을 때리는 힘
사람 밀기	'나'가 '친구'를 미는 힘	'친구'가 '나'를 미는 힘

 

작용과 반작용의 관계에 있는 두 힘은 '주어와 목적어 위치가 바뀌어 있음'을 확인하세요.

 

1) 작용과 반작용의 관계를 맺는 두 힘의 예시

 

2) 작용과 반작용의 관계를 맺는 두 힘의 특징

ⓐ두 힘은 크기가 같고 방향이 반대이다.

ⓑ두 힘은 서로 다른 물체에 작용한다.

 

그땐 그랬지 - 카니발

https://www.youtube.com/watch?v=P68jdOdFfE0

 

참 느렸었고 지루한 나날들의 반복이라 시간이 어서 흐르기만을, 빨리 어른이 되기를 바랐던 어렸을 적. 그랬었기에 합격자 발표날 내 이름이 보이던 순간, "드디어 내 세상이 왔다! 고생 끝 행복 시작이다."라 생각했지만 지나고 보니 산다는 건 하루하루가 전쟁이더라고요. 불타오르는 청춘의 시절, 뜨거웠던 사랑이 끝났을 때의 쓰라림과 허무함에 세상이 무너진다고 여겼던, 그런 때도 있었지를 회상하며 지난 추억을 곱씹다 보면 산다는 건 하루하루가 연습과도 같더라고요. 이처럼 삶은 괴로움과 즐거움이 반복되며 쉽사리 끝을 보이지 않는 만만치 않은 무언가더라고요.

 

삶은 작용과 반작용

 

빛이 있으면 암흑이 있고, 맑은 날이 있으면 비 오는 날도 있습니다. 따뜻한 계절이 지나 추운 계절이 오기 마련이고 태어나면 죽기 마련입니다. 이처럼 자연의 기저에는 작용과 반작용, 항상 반대되는 무언가가 있기 마련이에요. 자연은 그런 반대를 그대로 받아들이며 흘러갑니다. 아무 일 없었던 것처럼... 그러나 사람들 대부분은 삶에 즐거움만 가득하기를 바라고 괴로움이 끝이 없다고 불평합니다. 작용이 있으면 반작용이 있듯이 즐거움이 있으면 필연적으로 괴로움이 따라오는 것이 삶의 참모습인데도요. 그걸 받아들이지 못하니 일이 생길 수밖에요.

 

시시포스의 바위

 

삶의 괴로움을 거부하는 사람은 삶의 즐거움까지 빼앗기고 맙니다. 둘 다 갖든지, 둘 다 포기하든지 하나만 선택해야지 둘 중 하나만을 가질 수 없습니다. 괴로움과 즐거움의 반복, 어쩌면 우리의 인생은 시시포스의 인생일지도 모릅니다. 어차피 굴러 떨어지게 될 바위의 필연적인 운명을 감내하면서도 힘겹게 위로 올려보려는 과정, 그 끝없는 반복. 그럼에도 우리는 신화 속 시시포스처럼 각자의 '삶의 바위'를 견뎌야만 합니다. 그 정도의 묵직함이 있어야 경박함과 허풍을 상쇄시키고 끝없는 욕망의 골짜기를 메울 수 있으며 평범한 삶의 소중함을 깨달을 수 있어요. 오늘도 물리를 통해 인생을 배웁니다.

 

 

내용 체크 문제

21년도 9월 학평 물리학1(고2) 9번

답: 2번

 

22년도 6월 학평(고2) 물리학1 2번

답: 4번