청소년을 위한 교양 물리학: 회전 운동

루미너리북스 교육출판 에디팅 팀 지음

루미너리북스 2025년 06월 12일 출간

작품소개

책소개

물리학에서 회전 운동은 우리 일상 곳곳에서 발견되는 현상이지만, 그 원리를 체계적으로 이해하기란 쉽지 않다. 이 책은 중학생도 이해할 수 있는 친근한 언어로 대학 수준의 회전 운동 물리학을 설명한다. 팽이가 쓰러지지 않는 이유, 피겨 스케이터가 팔을 오므리면 빨라지는 현상, 자전거가 넘어지지 않고 달리는 원리 등 호기심을 자극하는 질문들로 시작하여 각속도, 토크, 관성모멘트, 각운동량 같은 핵심 개념들을 차근차근 풀어낸다. 복잡한 수식보다는 직관적인 설명과 생활 속 사례를 통해 물리 법칙의 본질을 전달하는 것이 이 책의 가장 큰 특징이다.

책은 기초부터 응용까지 총 27개 장으로 구성되어 있으며, 회전 운동의 모든 측면을 체계적으로 다룬다. 처음 몇 장에서는 직선 운동과 회전 운동의 차이, 각도와 라디안의 개념을 시계바늘과 바퀴의 움직임으로 설명하며 기초를 다진다. 이어서 각속도와 각가속도, 관성모멘트와 토크 같은 핵심 개념들을 자전거 페달링, 문고리 돌리기, 렌치 사용하기 등의 경험과 연결하여 설명한다. 중반부에서는 각운동량 보존법칙과 회전 에너지를 다루며, 후반부로 갈수록 자이로스코프 효과, 코리올리 현상, 회전 좌표계 같은 고급 주제들까지 포괄한다. 마지막 장들에서는 회전 기계학과 천체 운동, 그리고 미래 기술까지 다루어 회전 운동의 전체 지형을 조망할 수 있도록 구성했다.

이 책의 가장 큰 강점은 추상적인 물리 개념을 구체적인 생활 경험과 연결시키는 능력이다. 놀이공원 회전목마에서 안쪽과 바깥쪽 말의 속도 차이로 선속도와 각속도의 관계를 설명하고, 세탁기 탈수 과정에서 원심력의 원리를 이해하며, 태풍의 소용돌이가 남반구와 북반구에서 반대 방향으로 도는 이유를 통해 코리올리 효과를 학습한다. 또한 자동차 엔진의 마력과 토크, 시계의 정밀한 기어 시스템, 우주 정거장의 인공 중력 생성까지 다양한 분야의 실제 응용 사례들을 풍부하게 제시한다. 이러한 접근 방식을 통해 독자들은 물리학이 단순한 이론이 아니라 우리 삶을 둘러싼 모든 현상을 설명하는 살아있는 학문임을 깨닫게 된다.

이 책은 물리학에 대한 기초 지식이 부족한 중학생부터 회전 운동의 원리를 체계적으로 정리하고 싶은 고등학생, 그리고 일상 속 물리 현상에 호기심을 가진 일반인까지 폭넓은 독자층을 대상으로 한다. 어려운 수학적 유도 과정보다는 물리적 직관을 기르는 데 중점을 두어, 공식을 외우기보다는 현상의 본질을 이해할 수 있도록 도와준다. 각 장마다 제시되는 풍부한 예시와 사례들은 독자들이 주변 세계를 새로운 관점에서 바라보게 만들며, 과학적 사고력과 관찰력을 기를 수 있는 토대를 제공한다. 특히 공학이나 과학 분야로의 진학을 고려하는 학생들에게는 대학 물리학 학습의 든든한 디딤돌 역할을 할 것이다.

목차

1. 회전의 시작
2. 각속도의 비밀
3. 각가속도와 변화
4. 관성모멘트 이해하기
5. 토크의 힘
6. 회전운동 방정식
7. 각운동량의 신비
8. 각운동량 보존법칙
9. 회전 에너지
10. 굴림운동의 원리
11. 회전축과 고정점
12. 평행축 정리
13. 회전 평형
14. 강체와 변형체
15. 자이로스코프 효과
16. 원심력과 구심력
17. 코리올리 효과
18. 회전 좌표계
19. 복합 운동
20. 회전 충돌
21. 진동과 회전
22. 회전 일과 파워
23. 회전 모멘트 계산
24. 회전 안정성
25. 회전 기계학
26. 천체 회전 운동
27. 회전의 미래 기술

작가정보

저자(글) 루미너리북스 교육출판 에디팅 팀

루미너리북스 교육 출판 에디팅 팀은 전문 교육 콘텐츠 기획자와 편집자들로 구성되어, 학생들의 눈높이에 맞춘 양질의 교육 도서를 제작하는 데 전념하고 있다. 각 분야별 전문가들과의 긴밀한 협업을 통해 정확하고 이해하기 쉬운 교육 콘텐츠를 개발하며, 특히 고등학생을 위한 대학 과목 선행학습 시리즈와 같은 혁신적인 교육 도서를 기획하고 있다.