자음과 모음 출판사에서 나온 과학자가 들려주는 과학 이야기21 줄이 들려주는 일과 에너지 이야기를 읽었다.
어릴때 별로 접하지 않았던 과학 관련 책들을 읽을때마다 우리 주변의 일상속에서 알게 되는 과학 이야기에 늘 아하 하는 감탄사를 내게 된다.책 표지의 신나는 놀이 기구 바이킹 타는 것과 역기를 들고 있는 것도 다 일과 에너지와 바로 상관있음을 알수 있다.
지렛대의 원리,도르래의 원리,비탈의 원리등을 통하여 위치 에너지,운동에너지,그 이름하에 만들어지는
역학적 에너지의 보존원리가 설명되어있다.일과 에너지에도 단위가 있고 그 단위는 줄이라는 물리학자의 이름에서 유래되었다.
줄은 영국에서 태어나 16세에 돌턴에게 물리와 화학의 기초를 배우기도 하고 독학을 통해 과학을 배워나갔다.
그리고 산업화 시대에 전기 모터를 통하여 전류로발생하는 열의 양을 측정하였고 이것을 바탕으로 전류와 발열작용에
관한 법칙(줄의 법칙)을 발견하였고 에너지 보존 법칙의 확립에 기여를 하였으며 톰슨과 함께 연구하기도 하였고
1866년 코플리 메달을 수상하기도 하였다.
책의 내용은 9번의 수업으로 구성되어있고 각 장의 끝에는 만화로 본문읽기를 통해 각 장의 내용 정리 및 이해를 쉽게 해주고 중간에
과학자의 비밀노트를 통해 보충할 내용이 있음 더 알려주는 역할도 한다. 9번의 수업내용은 일이란 무엇인가요?/누가 효율적으로 일을 할까요?/지렛대의 원리/ 도르래 이야기/ 빗면의 원리/축바퀴의 원리/운동에너지란 무었인가요?/ 위치 에너지란 무엇인가요?/ 에너지는 보존될까요?
일과 에너지 뿐만 아니라 힘에도 그 단위가 있는 데 힘은 절대 단위로 N으로 나타낸다.영국의 물리학자 뉴턴의 이름을 붙인것으로 뉴턴은 과학사에서 만유인력뿐만 아니라 미적분법 창시, 뉴턴 역학의 체계 확립등 자연과학에 영향을 끼치기도 하였다.
이 책에서 일은 물리학적 관점에서 정의하면 물체에 힘을 작용하여 물체가 일정한 거리를 움직였을 때 우리는 물체에 일을 하였다고 한다.일을 함에 있어 일의 효율은 중요한데 작은 힘으로 큰힘을 낼수 있는 여러가지 방법들이 있다.
지렛대의 원리는 비유를 하자면 시소와 같은 것에서 두 사람이 수평을유지할때 각각의 무게와 받침대로부터의 거리의 곱은 같다는 원리이다. 도르래의 경우 고정도르래와 움직 도르래가 있다. 고정 도르래는 힘의 방향을 바꾸는 데 국기 게양대, 헬스 기구등에 사용되고 움직도르래는 물체 무게의 반의 힘으로 물체를 움직일수 있은 데 엘리베이터, 기중기,견인차,지게차등에서 사용된다. 우리의 실제 생활에서 당연하듯 사용되는 많은 기구들에 이런 도르래의 힘이 작용하고 있었다니 새삼스러웠다.
빗면의 원리도 생활에서 사용되는 데 빗면을 이용하면 일의 양은 그대로 그러나 적은힘으로 일을 할수 있다. 경사각을 이용하는 데 경사각이 작을수록 더 작은 힘으로 물체를 이동시킬수 있고 우리생활에서는 쐐기,등산로,장애인 경사로등에서 볼수있다.
이 힘이 한일을 다르게 운동에너지로 표현할 수 있고 높이가 가지는 일을 할수 있는 능력을 위치 에너지라고 부른다.
위치 에너지의 경우 높이와 질량에 비례한다.
위치 에너지와 운동 에너지를 합쳐서 역학적 에너지라고 하고 역학적 에너지 보존 법칙이 성립함을 다양한 실험으로 알수 있는 데 우리는 놀이기구인 바이킹과 용수철에 달린 물체의 운동을 통해서도 알수 있다.
그리고 부록으로 007 에너지 대작전이라 동화를 통해 일과 에너지의 원리를 이용한 007의 첩보활동이 수업내용의 정리를 흥미있게 정리하게 한다. 이슈,현대과학에서는 앞의 원리중 자동판매기의 원리에서는 지레의 원리에 대해 쉽게 설명한다.
최초의 자동판매기가 기원전 215년 그리스의 헤론이 발명한데서 유래하였고 1857년 영국에서 산업화된 자동판매기가 개발되어
우표, 껌,사탕, 책등이 판매되었다니 몇년전 일본에서 본 다양한 종류의 제품이 들어간 자동판매기를 보며 놀웠던 기억이 새삼스럽다.
일과 에너지에 대한 다양한 이야기가 담겨있는 줄이 들려주는 일과 에너지의 이야기는 아무래도 수식를 포함하고 있고 학교의 교과과정에서도 초등과학부터 고등 물리까지 연계되는 부분이기 때문에 좀더 차분하게 읽어볼 필요가 있는 책이다.