과학 : 일상 속 숨은 힘의 주인공들: 중력, 탄성력, 마찰력

문을 열 때, 공을 던질 때, 심지어 앉아있을 때도 우리는 매초 수많은 힘의 영향을 받고 있습니다. 과학 시간에 배운 '힘'이 왜 우리 생활과 밀접한지, 오늘은 중력·탄성력·마찰력 세 가지를 중심으로 쉽고 재밌게 풀어드립니다.

---

1. 힘이란 무엇일까?

"물체의 모양·운동 상태를 바꾸는 원인"

• 과학적 정의:
  F=m×aF = m \times aF=m×a (힘 = 질량 × 가속도)
  • 질량 1kg 물체에 1m/s² 가속도 줄 때 1N(뉴턴)의 힘
• 힘의 3요소:

---

2. 지구가 당기는 힘: 중력

"사과는 왜 아래로 떨어질까?"

• 특징:
  • 지구 중심 방향 작용
  • 무게(W)=질량(m)×중력가속도(g=9.8m/s²)
• 일상 속 예:
• 현상과학적 원리

  물이 높은 곳→낮은 곳	중력에 의한 위치에너지 변화
  번지점프	중력 vs 탄성력의 대결
  우주에서 체중 감소	달의 중력은 지구의 1/6

   

   

🚨 주의: 질량(변하지 않음) vs 무게(중력에 따라 변함)

---

3. 원래 모습으로: 탄성력

"고무줄이 제자리로 돌아오는 비밀"

• 발생 조건:
  • 변형된 물체가 원상복구하려는 성질(후크 법칙)
    F=−k×xF = -k \times xF=−k×x (k=탄성계수, x=변형량)
• 활용 사례:
   
   

  1. 양궁 활 → 화살 발사

  2. 매트리스 스프링 → 체중 분산

  3. 자동차 서스펜션 → 충격 흡수

---

4. 움직임을 제어하는 힘: 마찰력

"미끄럼틀이 저절로 멈추는 이유"

• 종류:
  • 정지 마찰력: 움직이기 전 견디는 힘 (최대값 존재)
  • 운동 마찰력: 움직일 때 작용하는 힘
• 증가/감소 기술:
   
  ✅ 마찰력 ↑: 타이어 홈 패턴, 등산화 밑창

  ✅ 마찰력 ↓: 스키 왁스, 베어링 사용

---

5. 힘의 상호작용

"로켓은 어떻게 하늘로 날아갈까?"

• 뉴턴 제3법칙: 작용-반작용
• 연소가스 아래로 분출 → 반동으로 위로 상승

생활 예시:

• 발로 땅 밀기 → 반작용으로 전진
• 수영장 벽 차기 → 반대 방향으로 이동

---

실생활 적용 팁

1. 중력 활용:
   • 서랍장 무거운 물건은 아래쪽에 보관
   • 커튼 추 달아 늘어짐 방지
2. 탄성력 관리:
   • 오래된 매트리스 스프링 점검
   • 자전거 타이어 공기압 적정 수준 유지
3. 마찰력 조절:
   • 빙판길 소금 뿌리기(마찰력 ↑)
   • 문짝 경첩에 기름 주입(마찰력 ↓)

---

QUIZ로 확인하기

❓ 다음 중 힘의 단위로 옳은 것은?
      ① J ② N ③ W ④ Pa
✅ 정답: ② N(뉴턴)

 

❓ 달에서 체중계로 측정한 값이 줄어드는 이유는?
      ① 질량 감소 ② 중력 감소 ③ 공기 저항 증가
✅ 정답: ② 중력 감소