1. 관성의 법칙: 물체에 힘이 작용하지 않는 이상, 물체는 등속운동을 한다(등속운동은 정지상태도 포함)
2. 가속도의 법칙: 물체에 작용하는 힘과 물체의 가속도는 비례관계이며, 그 비례상수는 질량이다.
3. 작용에는 반드시 반작용이 있다.
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이제 됐습니다.
이것이 뉴튼이 말한 내용입니다.
이젠 1번 항에 대해서 봅시다.
물체에 힘이 작용하지 않습니다. 물체는 등속운동합니다.
나와 물체가 어느 공간상에 존재합니다. 힘이 없습니다. 물체와 나는 상대적으로 정지해 있습니다.
누군가 나를 가속도 a로 잡아당깁니다.
내가 물체를 봅니다. 물체가 내가 끌리는 반대방향으로 크기 a의 가속도로 운동합니다.
물체에 힘이 작용합니까?
이제 제 2의 운동법칙을 보겠습니다.
물체에 작용하는 힘과 물체의 가속도는 비례관계입니다.
물체는 질량이 있고, 물체는 가속운동을 합니다(지금 제가 보고 있는 겁니다).
물체는 힘을 받습니다.
어떤 힘을 받습니까?
나를 끌었던 것은 '신(God)'이라는 꼬리표를 달고 있는 존재였습니다.
신에게는 물체가 정지해 있습니다. 어디에 대해서 정지해 있습니까?
이제 제 3 법칙으로 가겠습니다.
힘은 작용에 대해서 반작용이 반드시 있습니다.
신이 나를 끌어 당긴다면, 나는 신을 끌고 있게 됩니다.
나는 신의 존재를 알지 못합니다.
이제 나는 정말 끌리고 있는 겁니까?
물체는 가속을 합니다(지금 제가 물체를 관찰하고 있습니다).
물체는 힘을 받습니다.
물체는 대체 어떤 힘을 받고 있으며, 그 대상(힘을 주는 대상)에 어떤 반작용을 하고 있는 겁니까?
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관성계에서는 뉴튼의 법칙이 성립합니다.
물체가 있습니다. 물체에 힘(작용-반작용으로써 작용하는 힘)이 작용하지 않습니다.
그럼, 물체에 대해서 정지해 있거나, 등속운동하는 계를 설정할 수 있습니다...이들 모든 계는 관성계입니다(상대성 원리).
물체가 있습니다. 물체가 가속합니다.
힘이 있어야 합니다.
이 힘은 반작용항이 없습니다; 아니, 우리는 도저히 알지 못하겠습니다.
그럼, 이 물체에는 뉴튼의 법칙이 성립하지 않습니다.
즉, 뉴튼이 말한 힘이 이 물체에 작용하고 있지 않습니다.
이제 뉴튼의 법칙이 성립하지는 않지만, 실재하는 이 물리 현상을 기술하기 위해 조건을 조금 부가해 보겠습니다.
가상힘을 사용합시다 !!
이 힘은 반작용이 없습니다.
그러나 물체에 작용합니다.
이 힘을 뉴튼의 제 2 법칙에 넣어줍니다.
현상이 잘 기술됩니다.
이제 1번항을 봅시다..
제 1 법칙에서의 힘은 뉴튼의 제 3법칙을 만족하는 힘입니다.
그대신, 가상힘이 작용하면..분명 물체는 가속을 하므로, 이제 1법칙은 접어야 겠습니다.
이렇게 수정된 법칙이 적용하는 계를 만들기로 하겠습니다.
비관성계가 탄생했습니다.
이제 조금 확장해도 되겠습니다.
뉴튼의 법칙에서 한가지만 뽑아보겠습니다.
그것은 제 2 법칙입니다.
힘이 작용하면, 물체는 가속합니다.
힘이 작용에 대해서 반작용을 하던 하지 않던 상관없습니다.
이 힘은 물체의 가속과 관계있습니다.
이 힘은 가속력입니다.
이 힘과 중력이(분명한 원인이 있는; 질량)이 같습니다.
등가입니다.
이제 중력이 나타내는 물리현상을 가속운동으로 대치합니다.
가속운동은 물체의 가속과 관계있으므로, 어떤 계에서는 정지해 있지만, 그 계에 대해서 가속하는 계에서 바라보면, 그 물체는 가속합니다.
즉, 힘이 작용합니다.
그 힘은 가속력입니다.
그 힘이 물리적으로 의미있는 힘(뉴튼이 말한 힘; 작용과 반작용이 있는)이든 아니든 상관없습니다.
이제 단순히 뉴튼의 제 2법칙만을 가지고 기술할 수 있으니 저는 쓰겠습니다.
이제 지구상에서 정지 위성을 보았을 때, 나는 원심력이 있다는 것을 압니다. 내가 붙여준 이름입니다.
원심력의 반작용은 모릅니다.
단지 이 원심력의 반작용을 받는 것은 이 지구밖의 전 우주라고 말했던 인물(이름은 모르지만, 뉴튼과 동시대인??)도 있었다는 정도만 압니다.
물론, 뉴튼의 법칙으로는 말이 안됩니다(제 3법칙)
그러나, 나는 뉴튼 법칙의 확장된 버전(단순히 제2 법칙)을 사용하기로 했습니다.
그러니 상관없습니다.
이 상황을 설명하기 위해서는 어떤 힘이 있어야 하고, 나는 그 힘을 원심력이라고 했을 뿐입니다.
그러니 편합니다.
나중에, 나는 지구가 정지해 있지 않다는 것을 알았고, 그 위성도 정지한 지구를 매우 빠른 속도로 돌고 있다는 것을 알았습니다.
아!!
원심력은 비관성계의 작품이었습니다 !!
그러나, 내가 모르는 것도 많으리라는 생각과 함께,,, 아마도 내 주위에선 관성계를 찾는다는 것은 불가능할 수도 있겠다는 생각을 동시에 하게 되었습니다.
이상입니다 !!