0:00:14.000,0:00:17.000
여러분은 자전거 페달을 밟기 시작하는 것이

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일정한 속도로 자전거를 타는 것보다 더 힘들다는 것을 알고 있나요?

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혹은 무엇이 여러분의 자전거를 움직이게 하는지 궁금했던지,

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혹은 왜 자전거가 옆으로 또는 뒤로 가지 않고 앞으로 전진할 수 있는지 생각해보셨나요?

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아마 그러지 않으셨을 겁니다. 그리고 여러분만 그런게 아닐테죠.

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우리는 이 세 질문들에 대한 해답을,

0:00:31.000,0:00:34.000
17세기에 아이작 뉴턴이 움직임의 근본 법칙을 설명하기 전까진

0:00:34.000,0:00:37.000
찾을 수 없었습니다.

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뉴턴이 깨달은 것은 물체가 그것이 이미 하고 있던 동작을

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유지하려고 하는 물체의 속성이었죠. 그래서 여러분의 자전거가 멈추었을때,

0:00:43.000,0:00:46.000
그것은 계속 멈춰 있고, 자전거가 움직일 때는

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계속 움직이려고 하는 겁니다.

0:00:48.000,0:00:50.000
움직이는 물체는 계속 움직이려고 하고

0:00:50.000,0:00:52.000
멈춰있는 물체는 계속 멈춰 있으려고 한다,

0:00:52.000,0:00:55.000
이것이 뉴턴의 제1법칙입니다.

0:00:55.000,0:00:59.000
물리학자들은 이것을 관성의 법칙이라고 하고, 이것은

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움직이는 물체가 자발적으로 속도를 높이거나, 낮추거나 혹은 방향을 바꾸지 않는 다는 사실을 잘 설명해줍니다.

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관성은 여러분이 자전거를 움직이기 위해 반드시 극복해야 하는 것입니다.

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자 이제 여러분은 자전거를 움직이기 위해 관성을 극복해야 한다는 것을 압니다.

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그렇다면 그 관성을 극복하게 하는 것은 무엇일까요?

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이에 대한 해답은 뉴턴의 제2법칙에서 찾을 수 있습니다.

0:01:17.000,0:01:20.000
뉴턴의 제2법칙은 수학적 공식을 통해

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힘은 질량과 가속도의 결과라고 말합니다.

0:01:24.000,0:01:27.000
물체가 속도를 높이거나 가속도를 갖게 하려면

0:01:27.000,0:01:29.000
반드시 '힘'이 가해져야 합니다.

0:01:29.000,0:01:31.000
더 많은 힘이 가해질수록

0:01:31.000,0:01:34.000
더 많은 속도를 높일 수 있죠. 그리고 자전거의 질량이 클수록,

0:01:34.000,0:01:36.000
또 여러분의 질량이 클수록,

0:01:36.000,0:01:39.000
더 많은 힘을 써야 동일 비율의 가속도가 나오게 됩니다.

0:01:39.000,0:01:43.000
이것은 왜 10,000 파운드 무게의 자전거 페달을 밝는 것이 굉장히 힘든지에 대한 이유입니다.

0:01:43.000,0:01:48.000
그리고 여러분의 발이 페달을 밟는 힘이

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바로 뉴턴의 관성의 법칙을 극복하는 데 쓰이는 것입니다.

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여러분이 페달을 더 세게 밟을수록, 가해지는 힘은 더 세질 것이고

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가속도는 더욱 커질 것입니다.

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자 이제 마지막 문제로 가보도록 하죠.

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여러분이 여러분의 자전거를 움직일 때

0:02:00.000,0:02:02.000
왜 자전거는 앞으로 가는 것일까요?

0:02:02.000,0:02:05.000
뉴턴의 제 3 법칙에 따르면, 모든 물리적 행위에 대해서는

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항상 작용과 반작용이 따릅니다.

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이를 이해하기 위해, 탱탱볼을 떨어뜨리는 상상을 해봅시다.

0:02:11.000,0:02:13.000
탱탱볼이 떨어져 바닥에 닿을때

0:02:13.000,0:02:15.000
이것은 아랫 방향의 힘을 바닥에 가하게 됩니다.

0:02:15.000,0:02:17.000
이것이 '작용'인 것이죠.

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한편 바닥은 가해진 힘과 동일한 크기의 힘으로 다시 탱탱볼을 밀어냅니다.

0:02:21.000,0:02:24.000
하지만 정 반대 방향인 윗 방향으로 힘을 가함으로써

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탱탱볼이 다시 여러분 쪽으로 튕겨 오르게끔 하는 것이죠.

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종합하면, 바닥과 탱탱볼은 '작용-반작용'이라고 하는

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물리적 힘을 형성하는 것입니다.

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자전거 이야기로 돌아가면 좀 더 복잡합니다. 여러분의 바퀴가 시계 방향으로 돌아가면서

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바퀴가 땅에 닿는 부분이

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땅을 뒷편으로 밀어내고—이 힘은 작용이라고 할 수 있죠,

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이에 대해 땅은 가해진 힘과 같은 크기의 힘으로

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자전거의 타이어를 밀어내는 것입니다. 이것은 반작용이 되겠죠.

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여러분은 두 개의 자전거 바퀴를 갖고 있기 때문에 각각의 바퀴는 닿아있는 땅과 작용, 반작용을 일으킵니다.

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그리고 '땅'이라는 것 자전거에 비해 매우 크기 때문에

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땅은 여러분의 자전거가 가한 힘으로는

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거의 움직이지 않지만, 자전거는 힘을 그대로 받아

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땅이 가하는 힘의 방향인 앞쪽으로 나아가게 되는 것이죠.