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흥미로운 소재와 친근한 대화체 구성의 160개 에피소드를 통해
기본 개념을 제대로 잡아주는 친절하고 꼼꼼한 일반물리학 입문서

이 책은 〈다이얼로그 물리학〉 시리즈(총 4권)의 첫 번째 책으로, 일반물리학의 네 영역 가운데 고전역학에 대해 다룬다. 〈다이얼로그 물리학〉 시리즈는 일상에서 경험하는 다양한 과학 현상에 숨은 기본적인 물리 개념들을 최소한의 수학을 통해 이해할 수 있도록 구성된 일반물리학 입문서다. 우리는 일상에서 흥미롭고 다채로운 과학 현상들을 경험한다. 하지만 복잡한 수학을 모른다면 이러한 현상들에 내재한 자연법칙을 직관적으로 이해하기란 쉽지 않다. 그래서 점차 과학을 소수의 전문가나 학자들만이 다루는 학문으로 바라보게 된다. 하지만 과학은 인류의 삶에서 일상을 넘어 세상의 모든 현상을 설명하고, 나아가 그 너머를 명료하게 바라볼 수 있게 하는 창으로서 기능한다. 그러므로 우리는 학문이 아닌 현대 사회의 핵심 교양이자 보편의 문화로서 과학을 다룰 수 있어야 한다.
〈다이얼로그 물리학〉은 30여 년간 대학 강단에 서며 물리학을 강의해온 저자(이화여대 물리학과 이공주복 교수)가 일반물리학의 교육과정에 따라 고전역학(1권), 물성ㆍ파동ㆍ열역학(2권), 전자기학(3권), 상대성이론ㆍ양자역학(4권)의 전 4권으로 편성하여 집필한 시리즈다. 이 시리즈는 수학을 주요 소통 수단으로 하는 전통적인 일반물리학의 기술 방식에서 벗어나, 저자의 분신인 ‘바리 교수’와 두 학생 ‘울리’, ‘엘리’가 서로 묻고 답하며 대화하는 형식으로 구성된다. 두 학생은 개념 이해에 초점을 둔 상세하고도 명쾌한 바리 교수의 설명을 통해 물리학의 기초 개념들을 하나씩 깨우쳐 나가며, 일상에 산재한 자연법칙들을 풀어낸다. 더불어 각 권 40개(총 160개) 에피소드는 호기심을 자극하는 흥미로운 소재와 제목들, 풍부한 사례와 관련 삽화들로 구성되어 필수적인 개념을 어렵지 않게, 하지만 탄탄하게 짚어낸다.
각 에피소드에서는 핵심적인 물리 용어 및 개념을 부제목으로 달아둠으로써 독자가 순서에 구애받지 않고 흥미로운 주제 먼저, 혹은 예습ㆍ복습이나 개념 연결을 위해서 필요할 때마다 편하게 찾아볼 수 있게 했다. 또한 본문 곳곳에서 해당 에피소드와 연계해 보면 좋을 개념 및 내용이 언급된 다른 에피소드들을 ‘(○권 ○화 참조)’의 형식으로 언급함으로써 독자가 에피소드와 권차를 넘나들며 개념을 연결하고 지식을 심화할 수 있도록 했다. 뿐만 아니라 각 에피소드의 마지막에는 ‘바리 교수의 물리노트’를 제시함으로써 독자가 해당 에피소드에서 다룬 개념과 원리, 공식들을 다시 한 번 이해하고 점검하며, 심화 학습을 할 수 있도록 구성했다.
『다이얼로그 물리학 1: 고전역학』은 일상생활에서 일어나는 현상들, 즉 물체에 작용하는 힘과 운동의 관계를 설명하고 예측하는 물리학으로서 고전역학을 다룬다. 속력과 속도, 가속도의 개념부터 시작해, 뉴턴의 운동방정식 ‘F=ma’ 하나로 얼마나 많은 현상을 이해할 수 있는지, 직선운동이 어떻게 회전운동의 개념으로 확장되는지, 관성력은 왜 필요한지 등에 이르기까지 고전역학의 주요 개념들을 소개한다.
책 속의 등장인물들이 주고받는 대화는 비이공계 학생들이 물리를 공부하며 궁금해하는 것들, 그리고 이공계 학생들이 특히 취약하게 느끼는 개념들을 중심으로, 그것을 적절한 눈높이에서 바라보며 전개된다. 이들의 대화를 차근차근 따라가다 보면 어느 순간 세상 모든 물리의 원리와 이론, 법칙들을 자연스럽게 깨우칠 수 있다. 과학에 관심이 많은 중학생, 이공계 진학을 꿈꾸는 고등학생, 물리 공부는 해보고 싶은데 복잡하고 많은 수식과 계산들 때문에 접근이 어렵다고 생각하는 비이공계 대학생, 계산은 잘하지만 개념 이해가 부족한 이공계 대학생, 그리고 물리학의 맛을 제대로 보고 싶은 일반인까지 진지하게 공부하고자 하는 독자라면 누구에게나 이 시리즈가 과학적 기본기를 다질 수 있도록 돕는 안내서가 되어줄 것이다.

백은옥(한양대학교 AI연구원장 및 컴퓨터소프트웨어학부 교수)
바리 교수의 영양 만점 마법 물리
저자와 가까워진 것은 그녀가 이따금 SNS를 통해 공유하는 음식 사진들 때문이었다. 내 취향에 딱 맞는, 재료도 간단하고 절차가 어렵지 않으면서 균형 잡힌 음식들로, 요리법을 물어보면 그녀는 항상 꼼꼼하게 핵심을 짚어서, 유용한 팁과 함께 알려준다. 이 책에는 그러한 그녀의 성정이 그대로 묻어난다. 일상에서 만나는 다양한 현상이나 기술에 숨겨진 물리를 쉬운 언어로, 간단하게, 핵심을 추려 근사한 영양 만점 요리로 만들어낸다. 이것은 가히 마법이라 할 만하다.

정하웅(『구글 신은 모든 것을 알고 있다』 공동 저자, 한국과학기술원(KAIST) 물리학과 석좌교수)
학문으로서의 과학이 아닌 문화로서의 과학
과학은 호기심에 기인한 질문으로부터 시작한다. 우리 주변에서 일어나는 모든 일을 적절한 눈높이에서 바라보고, 친절하게 질문과 답변으로 설명하는 바리 교수와 울리, 엘리의 대화를 따라가다 보면 자연스레 올바르게 질문하고 답할 줄 아는 과학적 소양이 싹트게 될 것이다. 이 책은 물리 용어들을 부제로 달아두어서 굳이 순서에 구애받지 않고 흥미로운 주제를 먼저 편하게 찾아 읽기에 좋다. 과학이 과학자만의 학문이 아닌 21세기의 교양이자 문화로 자리 잡기를 바라며, 그 첫걸음으로 이 책을 추천한다.

황정아(『우주날씨 이야기』 저자, 한국천문연구원 책임연구원, 과학기술연합대학원대학교 교수)
깐깐한 여성 물리학자의 친절한 물리 입문서
요리와 물리의 공통점은 무엇일까? 완벽을 추구하면 어렵지만, 그래도 기본만 지키면 어느 정도는 결과물이 나온다는 것이 아닐까? 이 책은 요리와 물리 모두에 진심인 깐깐한 여성 물리학자의 친절한 물리 입문서다. 이 책으로 일반물리를 접한 독자들은 행운아다. 평생 물리 교육 현장에 있던 저자의 경험과 학생들에 대한 깊은 애정으로, 마치 엄마와 자녀의 다정한 대화처럼 물리를 풀어내고 있기 때문이다. 물리는 물론 어렵지만 이 책은 재미있다.

들어가며

01. 속도가 줄어들었는데도 가속이라구요? [속도/가속도]
02. 세상 모든 것에 물리학이 있다구요? [평균속도]
03. 진공 상태에서는 깃털과 망치가 동시에 떨어진다구요? [자유낙하운동]
04. 얼마나 높이 올라가고 얼마나 멀리 떨어지는지를 알 수 있다구요? [자유낙하운동]
05. 화살을 조금 높이 던지면 다트 게임에서 이길 수 있다구요? [포물선운동]
06. 내가 쏜 화살이 지구를 한 바퀴 돌아서 내 등을 맞힌다구요? [포물선운동]
07. 아침에 잰 키와 저녁에 잰 키가 다르다구요? [관성의 법칙]
08. 나도 진기명기를 펼칠 수 있다구요? [관성의 법칙]
09. 두 체중계 위에 한 발씩 걸치고 올라서면 몸무게가 나뉜다구요? [뉴턴의 운동법칙/종단속도]
10. 원주율과 중력가속도에 공통점이 있다구요? [중력가속도]
11. 동쪽과 북쪽을 더할 수 있다구요? [벡터의 합성]
12. 현수막을 줄과 완벽하게 수평으로 다는 것이 불가능하다구요? [힘의 평형]
13. 트럭과 승용차가 충돌할 때 서로 가한 힘의 세기는 같다구요? [작용ㆍ반작용의 법칙]
14. 지구를 더 세게 밀어야 줄다리기에서 이길 수 있다구요? [작용ㆍ반작용의 법칙]
15. 크루즈선이 엔진을 끈 채 항구로 들어온다구요? [운동량]
16. 공을 받을 때보다 받아칠 때 더 아프다구요? [충격량]
17. 우주에서 생명줄이 끊어져도 살아날 길이 있다구요? [운동량 보존법칙]
18. 이렇게 힘든데 일을 한 게 아니라구요? [일]
19. 맥주잔 슬라이딩 쇼에도 물리 법칙이 숨어 있다구요? [일-에너지 정리]
20. 줄에 매달려 날아오는 쇠공에 맞지 않으려면 움직이지 말라구요? [역학적 에너지 보존법칙]
21. 번지점프 줄은 고무줄이라구요? [복원력/탄성위치에너지]
22. 멀리 돌아가는 게 덜 힘들다구요? [일률]
23. 저 혼자서도 자동차를 들어 올릴 수 있다구요? [지렛대 원리]
24. 자전거를 탄 채 커브를 잘 돌려면 몸을 기울여야 한다구요? [원운동/구심력]
25. 급커브 고속도로가 한쪽으로 기울어져 있다구요? [구심력]
26. 구심력을 받지 못해서 튀어나온다구요? [구심력/무중량 상태]
27. 가짜힘인데 진짜 느낀다구요? [원심력]
28. 엘리베이터 안에서 몸무게를 재면 평소랑 다르게 나온다구요? [관성력]
29. 원심력을 이용해 인공중력을 만들 수 있다구요? [인공중력]
30. 똑바로 던진 공이 똑바로 가지 못한다구요? [전향력]
31. 긴팔원숭이가 외줄 타기를 하면 잘할 거라구요? [회전관성]
32. 뚜껑을 꽉 잡고 음료수병 몸체를 돌리라구요? [돌림힘]
33. 임산부는 배를 내밀고 다녀야 안정적이라구요? [물체의 평형]
34. 피겨여왕이 아는 걸 고양이도 안다구요? [각운동량 보존법칙]
35. 별의 위치를 분석해서 세 가지 법칙이 나왔다구요? [케플러법칙]
36. 매미 소리와 중력이 닮았다구요? [만유인력의 법칙]
37. 키는 늘고, 몸무게는 줄어든다구요? [행성별 만유인력]
38. 옷이 찢기듯 바닷물도 찢어진다구요? [조석 현상/기조력]
39. 갸우뚱한 지구 때문에 밀물의 높이가 다르다구요? [조석 현상/조석 잠금]
40. 보이지 않아도 있다는 걸 안다구요? [중력장]