힘 (크기 · 방향 · 작용점)
What is a force
힘은 «얼마나 세게» 만 말하면 될까요, «어느 쪽으로 · 어디에» 까지 말해야 할까요?
무슨 일이 일어났나
힘은 물체를 밀거나 당겨 빠르기 · 방향 · 모양을 바꾸는 것이고, 크기 · 방향 · 작용점(힘이 걸리는 곳) 셋으로 나타냅니다.
NASA 는 힘이 속도 · 가속도처럼 크기와 방향을 함께 가진다고 설명합니다 — 같은 크기의 힘이라도 미는 쪽이 다르면 결과가 다릅니다.
시뮬레이터에서 2 kg 공을 반지름 1.5 m 원으로 3 m/s 로 돌리려면 중심 쪽으로 12.0 N 이 필요하고, 빠르기를 6 m/s 로 2 배 하면 48.0 N 으로 4 배가 됩니다.
힘의 SI 단위 뉴턴(N)은 질량 1 kg 에 1 m/s² 의 가속도를 주는 힘이고, 1948 년 제9 차 국제도량형총회가 이 이름을 정했습니다(BIPM).
💡 생활 속 예시
- 문을 열 때 경첩에서 먼 손잡이 쪽을 밀면 쉽게 열리고 경첩 가까이를 밀면 잘 안 열리는 것은 힘의 작용점이 다르기 때문입니다.
- 축구공을 같은 세기로 차도 공 아래쪽을 차면 높이 뜨고 가운데를 차면 낮게 깔리는 것은 작용점과 방향이 다르기 때문입니다.
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누가 왜 찾았나
뉴턴은 1686 년 세 운동 법칙을 내놓으며, 물체의 운동 상태를 바꾸는 것을 «바깥 힘» 으로 정리했습니다(NASA). 그 뒤 힘의 단위에는 뉴턴(N)이라는 이름이 붙었고, 1948 년 제9 차 국제도량형총회가 이 이름을 받아들였습니다(BIPM).
확인된 값
- 힘의 SI 단위 뉴턴을 기본 단위로 쓰면
- kg m s-2 출처
- «뉴턴» 이라는 이름을 정한 해 (제9 차 국제도량형총회)
- 1948 출처
- 힘 = 질량 × 가속도 (SI 안내서의 보기 식)
- F = m a 출처
- 힘 · 속도 · 가속도는 크기와 방향을 함께 가진다 (NASA)
- magnitude + direction 출처
- 힘은 속도를 바꾼다 (NASA)
- force → change in velocity 출처
- 뉴턴이 세 운동 법칙을 내놓은 해 (NASA 표현: presented)
- 1686 출처
- 1 N = 1 kg 에 1 m/s² 의 가속도를 주는 힘 (CIPM 1946, 1948 비준)
- 1 N = 1 kg·m/s² 출처
교육과정에서는
- 한국 2022 · 과학(중학교) · 힘의 작용 [9과05-01]
- 한국 2022 · 과학(초등) · 힘과 우리 생활 [4과01-01]
- 잉글랜드 · KS3 Physics: Forces
출처
이어서 보기
같은 단원 · 힘과 뉴턴 법칙
- 개념작용과 반작용 (뉴턴 운동 제3 법칙)
- 개념엘리베이터 속 몸무게 (겉보기 무게)
- 개념탄성력 (훅 법칙)
- 개념마찰력 (정지 마찰과 운동 마찰)
- 개념관성 (뉴턴 운동 제1 법칙)
- 개념알짜힘과 힘의 평형
- 개념힘과 가속도 (뉴턴 운동 제2 법칙)
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