[물리 교과 추천 도서] <물리학Ⅰ> 고전역학

쌤과 함께! 교과 연계 적합書  물리 ① <물리학Ⅰ> 고전역학

 

취재 정나래 기자 lena@naeil.com  

 

교과 연계 적합書 물리 교과 자문 교사단

고민성 교사(경기 풍산중학교)
김충효 교사(경기 청산중학교)

이나리 교사(경기과학고등학교)

 

 

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개념 Check! 고전역학: 관성, 가속도, 작용-반작용 등  ‘뉴턴의 운동 법칙’을 통해 물체의 운동 원리 설명  딱딱한 개념 원리, 과학사적 맥락과 일상 속 사례로 말랑하게 이해하기     관련 전공: 기계공학과 등 공학 계열 전공 건축학과 물리학과 스포츠과학과 천문학과 등

 

 

 ONE PICK! 교과 연계 적합書 

 

<빛나는 지단쌤 임대환의 한눈에 사로잡는 물리: 고전역학  시공간>

 

 

★★★

지은이 임대환

펴낸곳 들녘 

 

“고등학교 <물리학Ⅰ> 교과서의 첫 단원, 바로 ‘역학’입니다. 역학은 물리라는 학문의 역사적 토대이며 시작입니다. 차근차근 잘 학습해나간다면 우리 주변 곳곳에 존재하는 물체의 운동과 균형을 이해할 수 있어요. 하지만 반대로 새로이 쏟아지는 무수한 개념에 갈피를 못 잡고 헤맬 수도 있습니다. 그럴 때 이 책을 꺼내보세요. 물리를 처음 공부하는 학생들에게 좋은 길잡이가 되어줄 겁니다. 고등학교에서 오랫동안 물리를 가르쳐온 지은이가 일종의 보조 교과서처럼 쓴 책이거든요. 물리학에서 다루는 역학 관련 개념이 왜 필요한지, 어떻게 정의되고 사용되는지 차근차근 읽어보며 기본 토대를 다져보세요.

_ 자문 교사단

 

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 ONE PICK! 함께 읽기

야구공에서 롤러코스터까지,  우리 곁의 ‘역학’ 말랑하게 접근하기

 

현대 사회를 이끄는 공학의 기본, 하지만 노력과 성적이 일치하지 않는 골치 아픈 과목. 물리에 대한 평가다. 이 책은 ‘물리가 필요하지만 너무 어려운’ 학생에게 유용하다. 물리의 기초 문법인 역학을 다루고 있어 ‘물포자’의 재도전에도 도움이 된다.

 

시작은 프로야구 투수의 구법이다. ‘마치 날아오르는 것 같은 직구’의 비밀을 ‘회전 수’에서 찾는다. 회전 수의 차이가 공에 작용하는 압력에 영향을 미쳐 ‘양력’이 발생, 다른 선수들에 비해 떨어지는 폭이 작다고 설명한다. 이어 배트에선 고체물리학, 타격 후 공의 궤적에선 역학, 공기와 공의 상호작용에선 공기 역학 등 야구장 곳곳에서 물리의 현상과 원리를 끄집어낸다. 일상 속 사례를 사진과 함께 제시하고, 일러스트나 손 글씨로 그래프와 공식을 간결하고 쉽게 해설한다. 언뜻 풍성한 보조 교과서 같기도 하다.     

 

뿐만 아니다. 우리가 배우는 물리학 개념이 어떻게 탄생했는지, 역사적 ‘맥락’을 함께 설명한다. 뉴턴의 운동 법칙을 알려주는 도입부, 아리스토텔레스, 코페르니쿠스와 갈릴레이의 사진을 제시한다. 천동설로 고대 역학을 짚어주고, ‘관성’과 ‘운동의 상대성’ 개념을 등장시킨 갈릴레이의 사고 실험이 뉴턴의 운동 법칙으로 이어졌음을 안내한다. 물리 교과서의 딱딱한 개념어, 외계 신호 같은 공식이 쉽게 이해될뿐더러, ‘물리’라는 말에 굳었던 마음도 말랑하게 풀어진다. 대표 문제와 요약 문제로 학습하거나, 과학 교양서처럼 즐겨도 좋다. 책을 읽고 우리 주변의 숱한 물리 현상을 책 속의 개념·원리와 엮어 설명해보자. 더 깊고 즐거운 물리 공부는 물론, 기본 개념을 파악하고 문제 상황을 분석하고 숨겨진 원리를 이해하는 과학 공부의 기초까지 익힐 수 있을 것이다.

 

 

한걸음 더 누리호로 우주 발사체 속 역학 원리 탐구해보기  우상혁 선수의 높이뛰기 원리, 야구 변화구 속도 차의 원인 등 스포츠 경기에서 뉴턴의 운동 법칙 찾아 설명해보기   스노 타이어가 일반 타이어보다 눈길 운전에 강한 이유, 마찰 계수로 설명하고, 우리 주변 활용 방안 찾아보기

 

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연계 전공 | 기계공학부  

 대학생 선배의 독서 이야기  

 

“살아 있는 과학 알려준 독서, 로봇공학자 꿈 이끌었죠”

최지웅 | 숭실대 기계공학부 2학년

 

 

Q. 기계공학 전공을 결심한 계기는 무엇인가요?

 

수학과 물리를 좋아했어요. 중학교 때까지 레고 조립에 빠져 있었고요. 이를 바탕으로 기계공학, 로봇공학으로 진로를 정했죠. 여러 대학 중 인공지능 역량을 키울 수 있는 숭실대 기계공학부의 교육과정이 마음에 들었고요. 로봇공학은 프로그래밍, 빅데이터, 인공지능과 관련성이 크기에, 제 진로를 찾아가는 데 최적이라고 생각했어요.  합격 후 1년 반 가까이 공부했는데, 확실히 물리·수학의 비중이 커요. 고교에서 <물리학Ⅰ·Ⅱ> <미적분> <기하>를 이수하지 않았거나 소홀히 했던 학생들은 대학 공부를 많이 버거워해요. 기계공학을 전공하고 싶다면, 고교에서 이 세 과목은 제대로 이수하고 오면 좋겠어요.   

 

 

Q. 고교에서 독서 활동을 어떻게 했나요?

 

입시를 위해서라기보다 개인적인 흥미 위주로 읽었어요. 과학 분야 최신 기술이나 이슈, 과학자들의 이야기를 다룬 책들을 보면서 지식을 쌓고, 시야도 넓혔죠. 예를 들어 <로봇 다빈치, 꿈을 설계하다>는 막연했던 기계공학에 대한 관심을 진로로 결정하는 계기가 되어줬죠. 자율주행 등 최신 기술을 다룬 논문은 많지만, 이 책은 시각 장애인, 그리고 그들을 돕고 싶어 한 데니스 홍의 시각에서 에피소드를 이야기하듯 담아냈어요. 소설이나 에세이 같지만, 자율주행이라는 첨단 기술을 어떻게 구현하고, 엔지니어들이 어떻게 실패를 극복하는지를 알려주며 ‘세상을 이롭게 할 기술을 만드는 공학자’의 모델을 보여줘요. 논문보다 훨씬 쉽게 공감하고 이해할 수 있죠. 무엇보다 공부하는 데 동기부여가 됐어요.  특히 최근 공학은 여러 분야와 연계되고, 대부분의 대학 시험이 서술형입니다. 고교 때 독서를 통해 시야를 넓히고, 논리적으로 사고를 해본다면 큰 도움이 될 거예요. 독서가 어렵다면, 그림의 비중이 큰 책이나 쉽게 쓰인 책을 활용하는 것도 좋아요. 저는 만화 <삼국지>를 읽고 재밌어서 소설로 다시 봤는데, 상상의 여지가 훨씬 커서 독서에 빠지게 됐거든요. 

 

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 추천도서 

데니스 홍, 상상을 현실로 만드는 법 

지은이 데니스 홍

펴낸곳 플루엔셜

 

데니스 홍은 기계공학자, 로봇공학자라는 꿈을 갖게 해준 사람입니다. 앞을 보지 못하는 시각 장애인이 직접 운전할 수 있는 자율주행자동차를 개발한 데니스 홍의 이야기에 감명받았거든요. 이 책은 인간을 위해 로봇을 만드는 데니스 홍의 이야기를 담았어요.  공학, 그것도 기계공학 하면 딱딱한 이미지, 혹은 차가운 기계를 떠올리기 쉬워요. 하지만 모든 공학은 결국 인간을 이롭게 하려는 궁리에서 시작됩니다. 특히 데니스 홍은 첨단 기술을 사회적 약자를 위해 사용합니다. 기존의 공학 기술에 여러 분야의 최신 기술을 더해 새로운 기술을 선보이죠.  공학을 좀 더 쉽고 편안하게 이해할 수 있고, 공학자가 가져야 할 자세나 목표를 고민해볼 수 있는 책이라 후배들이 꼭 한 번 읽어보면 좋겠습니다. 절판된 <로봇 다빈치 꿈을 설계하다>도 도서관 등에서 대여해 함께 읽어보길 권합니다. 

 

 

총 균 쇠 

지은이 재레드 다이아몬드

펴낸곳 김영사

 

인류 발전의 역사를 다룬 책입니다. 식량 생산을 중심으로 문명 발달을 들여다봐요. 기계공학과 직접적인 관련이 없는 책 같지만, 기계공학은 인류 문명에 가장 직접적으로 영향을 미친 분야라고 생각해요. 증기기관이나 컨베이어벨트, 컴퓨터 등 공학에 기반한 기술 발전이 제2차 산업혁명 이후 현재까지 영향을 미치고 있으니까요. 인류의 좀 더 나은 삶을 추구하는 공학도로서 더 편리한 삶, 문명의 발전이 무엇인지 고민해볼 수 있는 책이라 읽어보면 좋겠어요.  중간중간 역사를 바꾼 기계들의 역할과 쓰임에 관심을 가져보고, 지금 혹은 미래에 비슷한 역할을 할 기계는 무엇일지 생각해봐도 흥미로울 것 같습니다.