5분 뚝딱 물리학 수업

사마키 다케오 지음 | 홍성민 옮김

북스토리 2023년 11월 01일 출간 종이책 : 2023년 03월 10일 출간

작품소개

책소개

일러스트로 개념과 법칙을 한눈에, 복잡한 수식 없는 세상에서 가장 쉬운 물리학 사전

대개 물리학이라는 과목을 떠올리면 복잡한 수식과 거창한 이론으로만 이루어진 학문일 거라 여기며 지레 손사래를 친다. 이런 생각은 은연중에 이과 과목에 대한 막연한 두려움으로 이어져 공부를 해도 성적이 잘 오르지 않는 결과를 낳는다. 하지만 저자가 보여주는 물리의 세계는 어렵지도 복잡하지도 않다. 인터뷰 형식으로 과학과 관련된 호기심에서 시작하는 모든 주제는 오히려 흥미진진하고 재미있기만 하다. 특히 계산식 없이 그저 이야기로만 물리 법칙을 이해시키는 저자의 능력은 과학의 원리를 쉽게 이해할 수 있게 한다. 오랜 교직 생활에서 쌓은 학생 지도 경험이 있기에 가능한 일이다. 이 책은 힘과 에너지, 전자기, 파동, 유체, 열, 미시 세계까지 중고등학교 교과서에 나오는 기본 물리 개념을 일러스트와 함께 한눈에 이해하게 한다.

물리가 재미없다고? 천만의 말씀

★ 천체의 운행부터 피겨스케이트의 스핀에 필요한 물리 법칙은?
★ N극만 있거나 S극만 있는 자석은 과연 존재할까?
★ 만유인력을 발견한 사람이 뉴턴이 아니라고?
★ 전자파가 시간의 단위를 결정한다고?
★ 정수의 비를 이용해 현악기의 화음을 만든다고?
★ 자동차 속도위반 단속과 우주의 팽창이 관련이 있다고?

이 책은 물리를 싫어하는 학생은 물론, 학창 시절에 배웠지만 지금은 거의 잊어버린 사람도 읽을 수 있는 물리 이야기다. 특히 자신이 문과 성향이라 물리학이 적성에 맞지 않는다고 생각하는 사람을 대상으로 훌륭한 물리학 입문서의 역할을 하는 책이다.

목차

시작하는 글

1장 힘과 에너지-물체는 어떻게 움직일까?

훅의 법칙 - 용수철, 나무, 돌, 뼈 등 다양한 물체의 변형을 실험했다
힘의 평행사변형 법칙-삼각형 위에서 균형을 이루는 힘을 발견했다
만유인력의 법칙-발견 당시는 초자연적이라고 비난받았다
운동의 제1 법칙(관성의 법칙)-천동설을 물리치고 지동설을 증명했다
운동의 제2 법칙(운동의 법칙)-힘의 단위 뉴턴(N)의 유래가 됐다
운동의 제3 법칙(작용 반작용의 법칙)-손바닥 위에 사과를 올리면 사과를 떠받치는 손바닥도 사과로부터 힘을 받는다
관성력-진자 실험으로 지구의 자전을 증명했다
운동량 보존의 법칙-논쟁 끝에 운동량은 질량×속도로 정의되었다
각운동량 보존 법칙-천체 관측 결과를 토대로 행성 운행에 관한 법칙을 이끌어 냈다
진자의 법칙-성당 천장에 매달린 샹들리에가 흔들리는 것을 보고 번득였다
지레의 원리(지레의 법칙)-왕의 명령으로 지레를 응용한 도르래로 군선을 움직였다
일의 원리-기계 장인들의 경험적 지식으로부터 일의 효율을 생각했다
역학적 에너지 보존 법칙-많은 과학자들에 의해 에너지의 성질이 밝혀졌다
에너지 보존 법칙-배에서 의사로 일한 경험에서 에너지의 다양한 형태에 흥미를 가졌다

2장 전자기-눈에 보이지 않는 전기로 가득 차 있다

전기와 전류 회로-많은 물질이 문지르면 가벼운 물체를 끌어당기는 성질을 갖고 있다
자기와 자석-자침의 움직임을 보면 지구는 거대한 자석이었다
옴의 법칙-전류가 자기장을 만드는 현상에 대한 흥미가 전기 연구의 계기가 됐다
키르히호프의 법칙-복잡한 회로를 흐르는 전기는 어떻게 측정할 수 있을까?
쿨롱의 법칙-전기력은 힘과 거리에 크게 관계한다
줄의 법칙-줄 열의 발생량을 실험으로 밝혔다
오른나사의 법칙-전력과 자력은 서로 관계한다
플레밍의 왼손 법칙-학생에게 전류·자기장·힘의 관계를 알기 쉽게 가르치려면 어떻게 해야 할까?
패러데이의 전자기 유도 법칙-전기와 자기의 관계를 알면 자기로부터 전기를 만들 수 있다
전자파-전기와 자기의 작용은 파동이 되어 빠른 속도로 전파된다

3장 파동-모든 물질이 전달되는 구조

파동의 파장과 진동수-이론적으로 예언되었던 전자파의 송수신에 성공했다
소리의 3요소-음정의 높이는 악기의 물리적 조건으로 달라지지 않을까?
하위헌스의 원리-파동은 다양한 모양을 만들고 전파 방식에 법칙이 있는 것 같다
반사· 굴절의 법칙-빛의 반사와 굴절은 소리와 물 등의 파동과 공통 성질이 있다
빛의 파동설과 입자설-빛의 정체는 입자일까, 파동일까?
빛의 분산과 스펙트럼-고성능 프리즘으로 태양광을 관찰했더니 암선이 보였다
빛의 회절·간섭-의사로서 가졌던 인간의 시각에 대한 관심이 광학 연구로 이어졌다
도플러 효과-소리의 높이가 다르게 들리는 현상으로 이중성의 색깔 변화를 설명했다

4장 유체-기체와 액체는 어떻게 움직일까?

아르키메데스의 원리-왕의 명령으로 황금 왕관의 진위를 확인하게 되었다
파스칼의 원리-진공에 대해 생각하다 대기에 무게가 있다는 사실을 깨달았다
베르누이의 정리-에너지 보존의 생각을 토대로 유체의 성질을 탐구했다
쿠타·주코프스키의 정리-글라이더 비행 실험을 보고 양력을 떠올렸다
레이놀즈의 상사법칙-조선 기술을 배운 경험이 배의 안전성 연구로 이어졌다

5장 열-열은 어떻게 발생할까?

열과 온도-대포의 포신이 뜨거워지는 것을 보고 열소설을 의심했다
보일·샤를의 법칙-진공 펌프를 사용해 기체가 갖는 다양한 성질을 조사했다
열역학 제0 법칙-토성의 고리 연구를 계기로 분자 운동론이 만들어졌다
열역학 제1 법칙-가업인 양조장 한쪽에서 열을 만들어 내는 실험을 했다
열역학 제2 법칙-열은 고온에서 저온으로만 흐른다는 것을 인정해 버리자
열역학 제3 법칙-온도에 하한은 있을까? 그때 물질은 어떻게 될까?

6장 미시 세계-시간과 공간을 이루다

방사능·방사선-미지의 방사능을 찾기 위해 광물로부터 원소를 분리했다
핵반응-원자핵에는 큰 힘이 작용할 텐데 왜 안정적일까?
소립자와 쿼크-원자에는 양성자, 중성자, 전자 외에 새로운 입자가 있을 것이다
광속도 불변의 원리와 특수 상대성 이론-빛의 속도는 어떤 경우에도 변하지 않는다고 인정해 버리자

이 책에 등장하는 법칙과 원리 목록

참고문헌

책 속으로

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출판사 서평

누가 물리가 재미없다고 그래?
50가지 테마로 자연스럽게 익히는 최적의 물리 교양서

현대 과학 기술은 19~20세기에 다져진 과학의 기초 연구가 다양한 분야에서 꽃을 피우고 있는 산물이다. 3D 프린트로 집을 짓고, 로봇이 식당에서 음식을 나르며, 자율로 주행하는 자동차가 생산되고 있다. 이러한 시대를 살면서 지식과 정보에 소외되지 않으려면 어느 정도의 과학 지식을 갖출 필요가 있다. 오늘날 물리 법칙은 선택이 아니라 필수가 된 것이다.
이런 이유로 이과 출신이 대접받는 세상이다. 전문 분야가 없는 애매한 사무직으로 이어지는 문과생보다는 현장에서 실제로 적용할 수 있는 기술을 가진 이과생들의 몸값이 훨씬 더 높다. 비단 정보통신 분야만이 아니라 모든 산업계에서 공통으로 발생하고 있는 현상이다.
저자는 오랜 기간 현역 교사로 일한 경험을 살려 문·이과를 선택해야 하는 결정적 시기에 이 책을 통해 이과 지능을 깨우게 한다. 이 책은 직접 읽고 배우는 학생들은 물론, 새로운 방향의 과학과 물리 교육을 고민하는 교사와 학부모에게도 과학 공부에 대한 신선한 자극제가 되어 줄 것이다.

작가정보

저자(글) 사마키 다케오

1949년 일본 도치기현에서 태어났다. 지바 대학교 교육학부를 졸업하고 도쿄 학예 대학교 대학원 물리 화학·과학 교육 석사 과정을 수료했다. 이후 중·고등학교 교사로 26년간 교편을 잡았으며 교토 공예 섬유 대학교, 도시샤 여자 대학교, 호세이 대학교 생명과학부 응용학과, 호세이 대학교 교직과정센터 교수를 역임했다. 중학교 과학 교과서(새로운 과학) 편집 위원으로 활동 중이다. 대학생, 과학 교사, 일반인을 대상으로 과학 수업을 하는 강연자이기도 하다.
지은 책으로는 『재밌어서 밤새 읽는 물리 이야기』 『재밌어서 밤새 읽는 화학 이야기』 『가볍게 읽는 기초화학』 『재밌어서 잠들고 싶지 않은 인류 진화』 『과학이 재밌어지는 아주 친절한 과학책』 『과알못도 빠져드는 3시간 과학』 등이 있다.

번역 홍성민

성균관대학교를 졸업하고 교토 국제외국어센터에서 일본어를 수료했다. 현재 일본어 전문 번역가로 활동 중이다.
번역한 책으로 『공부의 알고리즘』 『과학의 미해결 문제들』 『곤도 마리에 정리의 힘』 『최고의 휴식』 『세계사를 움직이는 다섯 가지 힘』 『아이를 사랑하는 일』 등이 있다,