세상 모든 것에는 물리가 있다!
이화여대 이공주복 교수의
신기하고 다채로운 일상 속 물리 이야기
초등학생부터 대학생, 부모님과 선생님까지
일상에서 배우는 다양한 물리의 원리와 이론
세상 모든 것에는 물리가 있다!
전 국민을 위한 물리 교양서
우리는 수많은 과학현상 속에 살고 있다고 해도 과언이 아니다. 21세기 현대사회에서는 컴퓨터, 스마트폰, 통신, 전자기기 등 내 주변의 어떤 것도 과학, 특히 물리학과 연관이 되지 않은 것이 없을 정도이다. 하지만 아직도 ‘물리’라고 하면 교과목 중 하나이거나, 전공자가 ...
세상 모든 것에는 물리가 있다!
이화여대 이공주복 교수의
신기하고 다채로운 일상 속 물리 이야기
초등학생부터 대학생, 부모님과 선생님까지
일상에서 배우는 다양한 물리의 원리와 이론
세상 모든 것에는 물리가 있다!
전 국민을 위한 물리 교양서
우리는 수많은 과학현상 속에 살고 있다고 해도 과언이 아니다. 21세기 현대사회에서는 컴퓨터, 스마트폰, 통신, 전자기기 등 내 주변의 어떤 것도 과학, 특히 물리학과 연관이 되지 않은 것이 없을 정도이다. 하지만 아직도 ‘물리’라고 하면 교과목 중 하나이거나, 전공자가 공부해야 할 학문으로만 이해하는 것이 일반적인 상황이다. 그러한 속에서 일상에서 물리학의 원리를 찾아 깨닫고 공부한다는 것은 쉽사리 생각해내지 못할 것이다.
물리학이 어렵다는 인식은 다른 과학 분야보다 특히 강한 듯하다. 왜냐하면 물리학은 수학과 밀접한 관련이 있기 때문이다. 더구나 물리용어가 낯설고 어렵게 느껴지기 때문에 ‘일반물리학’이라고 해도 ‘일반인’들은 접해보려는 엄두조차 내지 않을 것이다. 하지만 물리학은 막연히 어렵기만 한 것이 아니고, 우리가 사는 일상과 멀리 떨어져 있는 것도 아니며, 의외로 쉽고 재미있을 수 있다는 것을 알려주려고 노력하는 사람들이 많이 있다.
이화여자대학교 물리학과 교수인 이공주복 교수도 그러한 사람 중 하나이다. 그가 기획한, 시민들을 위한 일반물리학 대중서이자 ‘전 국민을 위한 물리 교양서’라고 해도 손색이 없는 책이 출간되었다. 바로 『세상 뭐든, 물리』시리즈이다. 일반 대중들에게 물리가 어렵지 않다는 사실을 일깨우고, ‘시민을 위한 물리학 강의’를 표방하는 이 시리즈는, 그래서 제목도 “세상 뭐든, 물리”이다. 이 제목에는 ‘세상에서 무엇이든지 물리로 설명할 수 있다’라는 뜻도 있고, ‘세상의 모든 물리’를 소개한다는 의미도 있다.
이화여대 물리학과 이공주복 교수가 전하는
일상에서 배우는 다양한 물리의 원리와 이론
이공주복 교수는 스스로가 요리와 음악과 스포츠를 좋아한다고 말한다. 이것들은 모두 우리가 일상에서 쉽게 접하고 즐기는 것들이다. 이공주복 교수는 이렇듯 일상에서 쉽게 경험하는 익숙한 것들 속에서 발견할 수 있는 물리현상과 법칙, 그 원리 등을 책에 고스란히 담아냈다. 실제로 우리에게 친숙한 것들을 통해, 어렵다고 생각되는 물리에 좀 더 가까이 다가갈 수 있다. 특히 나이가 어린 학생들도 초등학교 고학년 이상만 되면 책의 내용을 이해할 수 있도록 아주 쉽게 내용을 구성하고 있다.
이공주복 교수의 분신이기도 한 ‘바리교수’, 그리고 바리교수와 함께 이야기를 이끌어가는 ‘민준’과 ‘서연’ 등 세 명의 등장인물은 학생들과 눈높이를 맞추며 책의 내용에 쉽게 몰입할 수 있도록 한다. 무엇보다 책이 대화체로 구성이 되어 있어서, 글을 읽는 데 전혀 부담감이 없다. 거기에 한 권당 90여 컷 가까이 되는 일러스트들은 물리 내용의 핵심을 명료하게 표현하며 흥미를 더하고 있다.
저자는 이 시리즈에서 일상에 녹아 있는 물리 이야기를 하고자 한다. 고전역학, 열역학, 파동학, 전자기학, 현대물리학을 네 권의 시리즈로 기획했고, 그중 고전역학(1권 고전역학)과 열역학/파동학(2권 물성·열·파동)이 먼저 두 권으로 출간되었다. 각 권마다 40개의 재미있고 흥미로운 에피소드들을 통해 다양한 현상들 속에 들어 있는 물리법칙과 원리를 소개하며, 어느새 책 내용에 빠져들도록 한다.
책은 물리학자만이 물리학을 이해할 수 있는 것은 아니라는 점을 강조한다. 누구나 이해할 수 있는 물리, 수학을 몰라도 충분히 공부할 수 있는 물리를 추구한다. 따라서 물리용어에 대해 초보인 경우 책을 차례대로 읽도록 권하고, 물리용어에 익숙한 독자들은 순서에 상관없이 아무 에피소드나 읽어도 좋다고 말한다. 초등학교 고학년부터 중고등학생, 그리고 대학생과 일반인들까지 차근차근 읽으면서 이해하고 따라올 수 있도록 기획했다.
흥미로운 스토리텔링, 풍부한 일러스트,
대화체 구성의 40가지 에피소드로
소설처럼 재미있게 물리를 이해한다
『세상 뭐든, 물리』 2권에서는 물성, 열, 파동과 관련된 내용이 펼쳐진다. 원자, 축척, 압력, 부력, 기압, 온도, 열, 비열, 복사, 대류, 온실효과, 열역학법칙, 음파 등을 중심으로 이야기를 전개한다. 호기심을 불러일으키는 꼭지제목들은 해당 에피소드의 핵심 내용을 잘 말해주고 있다.
안 보이는 물질이 있다고?(원자의 구조) / 거대한 킹콩이 힘이 없을 거라고?(축척) / 나도 못이 박힌 침대에 맨살로?(압력/액체) / 체중 말고 부피를 줄여야(아르키메데스 원리) / 풍선처럼 공중부양을?(기체의 부력) / 우산이 뒤집어지는 이유(베르누이의 원리) / 수영복 입고 스케이트를?(물의 열팽창) / 튀김기름이 끓는 것이 아니라고?(끓는점) / 영하 30℃ 상공에서 에어컨을?(열역학 제1법칙/단열과정) / 슈퍼맨의 충격파는 어디에?(보우파/충격파) / 바람 때문에 다리가 무너졌다고?(공명) / 에밀레종의 비밀(맥놀이현상) 등등.

P.94~95 : 바리 액체와 마찬가지로 기체도 물체에 압력을 가하는데, 공기 중에 있는 우리나 주변의 물체들은 모두 공기에 잠긴 상태잖아? 따라서 공기 중의 물체의 밀도가 만일 공기의 밀도보다 크다면 떠오르지 못하고 바닥에 떨어져 있는 거고, 공기밀도보다 작다면 떠오르는 거지.
민준 아하~ 우린 모두 공기 중에 잠긴 상태로 사는 거네요. 그럼 놀이동산에서 파는 풍선에는 공기밀도보다 작은 밀도의 기체가 들어 있다는 거네요? 제가 내쉰 숨은 밀도가 크고 말이죠?
서연 놀이동산에서는 파는 풍선에는 헬륨가스를 넣는다고 들은 적 있어요.
바리 그래. 헬륨기체는 공기보다 밀도가 낮아서 놓치면 하늘 높이 날아가버리지. 공기에 의한 부력은 공기밀도에 비례하니까, 부력이 풍선의 무게보다 더 클 것 아니겠어?
민준 우리가 내놓는 숨(날숨)에는 이산화탄소가 많아서 무거운 건가요? 산소를 마시고 이산화탄소를 내놓는 거니까요.
바리 맞아. 사실 우리가 마시는 공기에는 질소가 가장 많고 다음이 산소고 이산화탄소는 조금 있는데, 우리가 내놓는 숨에는 산소는 줄어들고 이산화탄소는 늘어나지.
/ 11. 풍선처럼 공중부양을?

 

P.151~152 : 바리 물은 항상 표면부터 얼지? 왜 물은 표면에서부터 얼까? 바닥부터 얼지 않고?
서연 그거야 물 표면과 닿고 있는 공기가 차가우니 표면의 물분자만 얼음이 되는 것 아니에요? 물속까지 온도가 내려가려면 힘들잖아요.
바리 그렇게 단순하지 않아. 우리 동네 호수가 어는 과정을 예로 생각해보자. 호수의 평균온도가 10°C 고, 바깥 기온은 영하 5°C 라고 하고 말이야. 네 말대로 표면에 있는 물의 온도는 떨어지겠지. 예를 들어 물의 온도가 10°C 에서 9°C 로 떨어졌다고 생각해봐. 9°C 물은 계속 표면에 있으면서 온도가 떨어질 수 있을까?
민준 9°C의 물이 표면에 있을 수 없다는 뜻으로 들리는데 왜 그렇죠?
바리 온도가 떨어졌을 때 밀도가 어떻게 변하는가를 생각해보란 것이었어. 9°C 의 물은 10°C 의 물보다 밀도가 커서 표면에 있지 못하고 10°C 물 밑으로 내려가게 돼. 그럼 표면은 10°C 물이 되고 이것이 식어서 다시 9°C 가 되면 또 밑으로 내려가고. 그래서 결국 호수 전체가 9°C 가 될 때까지 이 과정을 반복하고 말이야.
서연 아하, 그럼 9°C 물은 다시 영하 5°C 의 바깥 공기 때문에 8°C가 되고 8°C 물의 밀도는 9°C 물의 밀도보다 커서 밑으로 내려가고 해서 다시 호수 전체가 8°C 가 되겠네요.
바리 그렇지. 그런 식으로 계속 호수의 온도가 내려가 전체가 4°C가 되겠지? 그럼 어떤 일이 벌어질까? 호수의 평균온도는 계속 4°C에서 3°C로 떨어질까?
민준 음… 4°C 물은 가장 밀도가 크다고 했으니까 호수 표면의 온도가 3°C 로 떨어져도 이제는 4°C 물 밑으로 내려가지 못하겠군요. 호수 전체가 가장 밀도가 큰 4°C 면 표면에 있는 3°C
물의 밀도는 4°C 보다 작다는 뜻이니까 그냥 떠 있어야 하잖아요.
바리 바로 그거야. 호수의 온도가 모두 4°C 가 되면 호수의 표면 온도만 3°C , 2°C , 1°C 로 계속 떨어져 결국 0°C 가 되면 얼기 시작하는 거지. 만일 물의 온도가 4°C 보다 낮을 때도 계속 밀도가 커진다면 결국은 호수 바닥부터 얼게 될 텐데 말이야.
서연 아하, 그래서 바닥부터 생기는 얼음에서 스케이트를 타려면 수영복을 입어야 한다고 하신 거군요. 천만다행인데요.
/ 18. 수영복 입고 스케이트를?

 

들어가며

1. 우리는 하나? | 2. 안 보이는 물질이 있다고? | 3. 물질도 스트레스를? | 4. 거대한 킹콩이 힘이 없을 거라고? | 5. 아프리카코끼리는 귀가 커 | 6. 나도 못이 박힌 침대에 맨살로? | 7. 기린 심장은 강심장 | 8. 체중 말고 부피를 줄여야 | 9. 뜨려 할 땐 가라앉고 가라앉으려니 자꾸 뜨고 | 10. 32평에 공기가 300kg이나? | 11. 풍선처럼 공중부양을? | 12. 우산이 뒤집어지는 이유 | 13. 비행기, 베르누이인가 뉴턴인가? | 14. 체온계는 작아야? | 15. 섭씨, 화씨, 란씨 | 16. 사과파이 먹을 때는 조심 | 17. 어느 쪽으로 늘어날까? | 18. 수영복 입고 스케이트를? | 19. 사우나 온도가 100℃? | 20. 더운 공기는 올라가는데 춥다고? | 21. 효율적인 찻잔 고르기 | 22. 한여름 낮, 차 안에서 홀로? | 23. 드라이아이스 기체를 봤다고? | 24. 습할수록 무더운 여름 | 25. 튀김기름이 끓는 것이 아니라고? | 26. 일하고 열 받으면 본전 | 27. 영하 30℃ 상공에서 에어컨을? | 28. 엔트로피는 에너지 흐름의 가이드 | 29. 자동차엔진을 도자기로? | 30. 에어컨으로 난방을? | 31. 앉을 곳이 하나밖에 없다면? | 32. 모기 소리의 진동수 | 33. 무인단속카메라의 원리 | 34. 슈퍼맨의 충격파는 어디에? | 35. 낮말은 새가, 밤말은 쥐가 | 36. 바람 때문에 다리가 무너졌다고? | 37. 통 없는 바이올린 | 38. 에밀레종의 비밀 | 39. 조가 바뀔 때마다 조율을? | 40. 10배 세면 1, 100배 세면 2?