청소년을 위한 교양 물리학: 뉴턴의 법칙

루미너리북스 교육출판 에디팅 팀 지음

루미너리북스 2025년 06월 21일 출간

작품소개

책소개

이 책은 300년 전 아이작 뉴턴이 발견한 물리법칙들을 현대의 중학생들이 이해할 수 있도록 쓰여진 전문 교양서입니다. 대학교에서 배우는 물리학의 핵심 개념들을 일상생활의 구체적인 사례를 통해 설명하여, 복잡한 수식과 이론들이 실제로는 우리 주변에서 일어나는 자연스러운 현상들임을 보여줍니다. 아리스토텔레스의 잘못된 물체 운동 이론에서 시작하여 갈릴레이의 관성 발견, 그리고 뉴턴의 세 가지 운동법칙에 이르기까지의 과학사적 흐름을 따라가며, 인류가 자연을 이해해온 과정을 단계별로 추적합니다.

뉴턴의 제1법칙인 관성의 법칙부터 제3법칙인 작용-반작용의 법칙까지, 각각의 물리법칙이 어떻게 발견되었고 우리 생활에 어떤 영향을 미치는지를 구체적으로 다룹니다. 급정거하는 버스에서 몸이 앞으로 쏠리는 현상, 자동차와 트럭의 가속도 차이, 걸을 때 땅을 밀면 땅이 우리를 미는 원리 등을 통해 추상적인 물리 개념들을 생생하게 설명합니다. 또한 중력, 마찰력, 탄성력 등 다양한 힘의 종류들과 에너지, 운동량, 원운동, 진동운동 등의 개념들을 체계적으로 정리하여, 물리학의 전체적인 구조를 파악할 수 있도록 구성되었습니다.

이 책은 뉴턴 역학의 한계를 인정하고 아인슈타인의 상대성이론과 양자역학까지 다루어, 고전물리학에서 현대물리학으로의 발전 과정을 보여줍니다. 수성의 근일점 이동 문제, 광속에 가까운 속도에서의 시간팽창, 원자 크기에서 나타나는 양자효과 등을 통해 뉴턴 이론이 완벽하지 않음을 설명하면서도, 여전히 우리 일상생활과 공학 분야에서 중요한 역할을 하고 있음을 강조합니다. 항공우주공학, 건축공학, 컴퓨터 게임 물리엔진 등 현대 기술의 기초가 되는 뉴턴 역학의 실용적 가치를 구체적인 사례들과 함께 제시합니다.

23개의 장을 통해 독자들은 물리학이 단순히 암기해야 할 공식들의 집합이 아니라, 자연현상을 이해하고 예측할 수 있는 강력한 사고체계임을 깨닫게 됩니다. 사과가 떨어지는 것과 달이 지구 주위를 도는 것이 같은 원리라는 뉴턴의 통찰, 에너지 보존법칙이 롤러코스터에서 어떻게 작동하는지, 운동량 보존이 로켓 발사와 어떤 관련이 있는지 등을 통해 물리학적 사고방식을 자연스럽게 체득할 수 있습니다. 이는 단순한 지식 전달을 넘어 논리적이고 과학적인 사고능력을 기르는 데 도움이 될 것입니다.

목차

1. 물리학의 시작: 자연을 이해하려는 인간의 도전
2. 뉴턴 이전의 세계: 아리스토텔레스의 지배
3. 갈릴레이의 관성: 움직임에 대한 새로운 발견
4. 뉴턴 제1법칙: 관성이라는 놀라운 성질
5. 뉴턴 제2법칙: 힘과 가속도의 비밀스러운 관계
6. 뉴턴 제3법칙: 혼자서는 아무것도 할 수 없다
7. 힘의 정체: 보이지 않는 상호작용을 찾아서
8. 질량과 무게: 혼동하기 쉬운 두 개념의 차이
9. 마찰력: 움직임을 방해하는 숨겨진 힘
10. 수직항력과 장력: 접촉면이 만드는 신비한 힘
11. 만유인력: 뉴턴이 발견한 우주의 법칙
12. 원운동: 계속 방향을 바꾸는 특별한 움직임
13. 일과 에너지: 힘이 만들어내는 변화의 측정
14. 운동량: 움직이는 물체가 갖는 또 다른 성질
15. 회전운동: 돌아가는 세계의 물리학
16. 진동운동: 반복되는 움직임의 아름다운 수학
17. 탄성력: 변형과 복원이 만드는 힘
18. 유체 속의 운동: 공기와 물이 만드는 저항
19. 뉴턴 역학의 한계: 완벽하지 않은 이론
20. 특수상대성이론: 아인슈타인의 시공간 혁명
21. 일반상대성이론: 중력의 새로운 해석
22. 양자역학: 미시세계의 신비한 법칙들
23. 현대물리학과 뉴턴의 유산: 과거에서 미래로

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.