뉴턴의 작용-반작용 법칙

뉴턴의 운동법칙 중 제3법칙인 작용-반작용 법칙은 A라는 물체가 B라는 물체에 힘을 가했을 때, 힘을 받은 물체인 B도 힘을 가한 물체인 A에게 힘의 크기가 같고 방향이 정반대인 힘을 동시에 가한다는 법칙입니다.

 

작용-반작용 법칙의 수식적 표현

작용-반작용법칙은 수식적으로 F1=-F2로 표현됩니다.

이 뜻은 힘을 가하는 A라는 물체의 힘(F1)은 힘을 받는 B라는 물체가 받는 힘(F2)이 같지만 운동 방향은 반대라는 것을 의미합니다.

 

작용-반작용 법칙의 상호작용 예시   

1. 축구공을 발로 찰 때 - 발이 공에게 힘을 가할 때 겉으로는 발이 공을 차기만 한 것 같지만 실제로는 공도 발에게 같은 양의 힘을 가한 것이다.
2. 돛단배 위에서 노를 저을 때 - 노로 물을 뒤로 밀 때 그 반작용으로 물도 노를 밀어 돛단배가 힘의 반대 방향으로 나아간다.
3. 로켓이 위로 올라갈 때 - 추친 연료가 연소되면서 지구를 밀면서 올라갈 때 지구도 로켓에 같은 힘을 주며 올라간다.

우주에서의 작용-반작용 예시

유튜브 '보다'채널에서 나온 재미난 예시로 우주에서 공을 던지면 공이 날아가는 방향과 반대로 내 몸이 움직인다

이때 우주에서 공을 나에게로 던지면 내 몸은 어디로 움직일까?

정답은 그 자리 그대로 있는다가 정답이다.

이유는 공을 내 몸 앞쪽으로 던지려고 손을 뻗었을 때 이미 공은 앞으로 나가갔고 내 몸은 뒤로 움직이게 된다.

하지만 공을 내 몸을 향해 던질 때 공은 내 몸 기준 뒤쪽으로 운동하고 내 몸은 그에 반대 방향인 앞쪽으로 움직이게 된다.

따라서 우리의 몸은 그 자리 그대로 있게 되는 것이다.

 

작용-반작용법칙의 중요성

우리가 주변에서 관찰하는 다양한 현상을 이해하는 데 도움을 주며, 우주 탐사와 같은 고급 응용 분야에서도 중요한 역할을 한다.