힘과 우리 생활
물체를 밀거나 당기는 힘의 기본 개념과 일상 속 힘의 작용을 탐구한다.
힘은 물체를 밀거나 당기는 것이고, 힘이 작용하면 물체의 모양이 바뀌거나 움직이는 빠르기와 방향이 바뀝니다.
힘은 눈에 보이지 않지만, 그 힘이 남긴 '흔적'은 보입니다. 찌그러진 찰흙, 갑자기 방향이 꺾인 축구공처럼 무언가 바뀌었다면 거기에 힘이 작용한 것입니다.
쉽게 말하면
우리는 하루에도 수십 번 힘을 씁니다. 문을 밀고, 서랍을 당기고, 가방을 들어 올립니다. 이렇게 밀거나 당기는 것을 모두 힘이라고 합니다.
힘이 작용하면 물체에 변화가 생깁니다. 첫째, 모양이 바뀝니다. 찰흙을 누르면 납작해지고, 용수철을 당기면 늘어납니다. 둘째, 멈춰 있던 물체가 움직이기 시작합니다. 가만히 있는 공을 발로 차면 굴러갑니다. 셋째, 움직이던 물체가 더 빨라지거나 느려지거나 멈춥니다. 굴러오는 공을 손으로 막으면 멈춥니다. 넷째, 움직이는 방향이 바뀝니다. 날아오는 공을 옆으로 쳐 내면 다른 쪽으로 날아갑니다. 이 네 가지 변화 중 하나라도 일어났다면 힘이 작용한 것입니다.
힘에는 물체에 직접 닿아야 작용하는 것도 있고, 떨어져 있어도 작용하는 것도 있습니다. 밀고 당기는 힘은 손이 닿아야 하지만, 자석은 클립에 닿지 않아도 끌어당기고, 지구는 우리 몸에 닿지 않고도 모든 물체를 아래로 끌어당깁니다. 손에서 놓은 공이 아래로 떨어지는 이유가 바로 이 지구가 당기는 힘 때문입니다.
힘에는 크기와 방향이 있습니다. 같은 수레라도 세게 밀면 빨리 굴러가고 살살 밀면 천천히 굴러갑니다. 또 밀면 앞으로, 당기면 나에게로 옵니다. 그래서 힘을 이야기할 때는 '얼마나 세게'와 '어느 쪽으로'를 함께 말해야 합니다.
이렇게 나타납니다
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예시 1축구공 하나로 힘의 네 가지 효과 보기멈춰 있는 공을 차면 움직이기 시작하고(움직임 시작), 굴러가는 공을 더 차면 빨라지고(빠르기 변화), 골키퍼가 손으로 막으면 멈추고(멈춤), 옆에서 살짝 치면 방향이 꺾입니다(방향 변화). 공을 세게 밟으면 잠깐 찌그러지기까지 합니다(모양 변화).
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예시 2닿지 않아도 작용하는 힘자석을 클립 가까이 가져가면 닿기도 전에 클립이 딸려 옵니다. 또 손에 든 지우개를 놓으면 아무도 밀지 않았는데 아래로 떨어집니다. 지구가 지우개를 아래로 당기고 있기 때문입니다.
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예시 3썰매를 밀 때와 당길 때친구를 태운 썰매를 뒤에서 밀면 앞으로 나아가고, 앞에서 줄을 당기면 나에게로 옵니다. 같은 썰매인데 힘의 방향에 따라 움직이는 방향이 달라집니다. 힘에는 방향이 있다는 뜻입니다.
자주 하는 오해
움직이지 않으면 힘이 작용하지 않는다고 생각하기
이렇게 생각하기 쉬움벽을 아무리 세게 밀어도 벽이 꿈쩍하지 않으니, 벽에는 힘이 작용하지 않는 것이다
실제로는벽을 밀면 분명히 힘이 작용하고 있습니다. 다만 벽이 워낙 튼튼하게 붙어 있어 움직이지 않을 뿐입니다.
힘이 작용해도 반대편에서 그만큼 버티고 있으면 물체가 움직이지 않습니다. 책상 위에 놓인 책도 마찬가지입니다. 지구가 아래로 당기고 책상이 위로 받쳐 주고 있어서, 두 힘이 서로 맞서 가만히 있는 것처럼 보입니다. '움직이지 않는다'가 곧 '힘이 없다'는 뜻은 아닙니다.
계속 밀어 주어야만 물체가 움직인다고 생각하기
이렇게 생각하기 쉬움손을 떼는 순간 힘이 사라지니, 굴러가던 공도 바로 멈춰야 한다
실제로는굴러가는 공은 손을 뗀 뒤에도 한참 굴러갑니다. 바닥이나 공기가 방해하는 힘 때문에 조금씩 느려지다가 멈추는 것입니다.
빙판이나 매끄러운 바닥에서 공을 굴려 보면 훨씬 멀리 굴러갑니다. 방해하는 힘이 적기 때문입니다. 물체가 멈추는 것은 힘이 없어져서가 아니라, 반대 방향으로 방해하는 힘이 작용하기 때문입니다.
선수 개념 — 이걸 먼저 알아야 해요
없음 — 이 개념이 출발점입니다
이후 개념 — 이 개념을 배우면 이어집니다
자주 묻는 질문
Q1힘은 눈에 보이나요?
힘 자체는 보이지 않습니다. 대신 힘이 만든 변화는 볼 수 있습니다. 모양이 바뀌거나, 움직이기 시작하거나, 빨라지거나 느려지거나, 방향이 바뀌는 것을 보고 '아, 여기 힘이 작용했구나' 하고 알 수 있습니다.
Q2무게도 힘인가요?
네. 무게는 지구가 물체를 아래로 당기는 힘의 크기입니다. 무거운 물체일수록 지구가 더 세게 당기기 때문에 들어 올리기 힘듭니다. 그래서 무게는 저울로 잴 수 있는 '힘의 크기'입니다.
Q3두 사람이 서로 반대로 밀면 어떻게 되나요?
두 힘의 크기가 같으면 서로 맞서서 물체가 움직이지 않습니다. 줄다리기에서 양쪽 힘이 비슷하면 줄이 가운데에서 멈춰 있는 것과 같습니다. 한쪽이 더 세게 당기면 그쪽으로 끌려갑니다.
교육과정 2022 개정 · 초3 통합과학 · 힘과 우리 생활
수록 기본 (교육과정 단원)
힘을 받은 물체가 실제로 어떻게 움직이는지, 그 빠르기를 어떻게 비교하는지는 물체의 운동에서 이어집니다.
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