과학의 눈으로 본 일의 조건 
주현이는 오늘 할머니 댁 마당에 박힌 커다란 바위를 옮기는 일을 하고 부모님께 용돈을 받기로 했어요. 그런데 온 힘을 다해 밀어도 바위가 꿈쩍을 않는 거예요. 그렇게 몇 시간을 끙끙대다 결국 포기하고 집으로 돌아와야만 했어요.  

그런데 부모님께선 바위를 옮기지 못했으니 일을 한 게 아니라며 용돈을 못주겠다고 하시는 게 아니겠어요? 몇 시간 동안 애쓴 주현이의 노력은 이대로 물거품이 되고 마는 건가요? 

과학에서 말하는 ‘일’에는 조건이 있다?! 
과학에서 정의하는 ‘일’은 부모님이 회사에서 하는 일이나 여러분이 심부름을 하는 일과는 조금 달라요. 과학에서 말하는 일에 해당되려면 먼저 ‘힘’이 작용해야 하는데요. 힘이 작용하지 않는다면 일이라고 할 수 없어요. 

두 번째는 ‘거리’입니다. 즉 움직임이 있어야 하죠. 힘을 주었는데 움직이지 않는다면 일이라고 할 수 없습니다. 

마지막은 ‘방향’입니다. 어떤 물체를 앞으로 밀었는데, 물체가 위로 튀어 오를 때, 다시 말해 힘과 이동방향이 직각일 때는 일이라고 하지 않아요. 반면, 직각이 아닌 비스듬한 방향으로 움직였다면 일이라고 할 수 있죠. 그러나 힘을 준 방향, 즉 앞으로 움직였을 때와 비교한다면 일의 양이 줄어들었다고 볼 수 있습니다. 

바위가 꿈쩍도 안했다면 ‘일’하지 않은 것! 
이처럼 과학에서 정의하는 ‘일’에 부합하려면 힘이 작용해야 하고, 움직인 거리가 있어야 하며, 힘의 작용방향과 물체의 이동방향이 직각이 돼서는 안돼요. 따라서 여러분이 바위를 열심히 밀었지만 꿈쩍도 하지 않았다면 여러분은 일을 하지 않은 것이죠. 하지만 여기서 말한 ‘일’은 과학적인 시각에서 본 일이므로, 바위가 움직이지 않 았더라도 부모님은 주현이에게 용돈을 주셔야 합니다.  

‘세게’ 그리고 ‘멀리’ 갈수록 일의 양 커져요! 
과학에서 말하는 일은 힘이 작용하는 방향으로 물체가 움직일 때를 말해요. 힘이 크게 작용할수록, 그리고 움직인 거리가 멀수록 일의 양이 커지죠. 이를 공식으로 표현하면 다음과 같습니다. 

일(W) = 힘(F) × 이동거리(S) 

이때 힘의 단위는 ‘뉴턴(N)', 이동거리는 ’미터(m)'예요. 따라서 일의 단위는 Nㆍm가 되는 건데요. 하지만 현재 사용되는 일의 단위는 열과 일의 개념을 과학계에 보급한 제임스 프레스콧 줄이라는 물리학자의 이름을 따 ‘줄’이라고 칭하고, 'J'라고 쓴답니다.  

실전! 일의 양 구하기 
아래와 같이 어떤 물체를 100뉴턴(N)의 힘으로 3미터(m) 움직였을 때 일의 양은 과연 얼마나 될까요? 

앞서 일은 힘과 이동거리를 곱한 것이라고 설명했죠? 따라서 힘은 100뉴턴(N), 이동거리는 3미터(m)이므로 일의 양은 100×3=300줄(J)입니다. 

*에듀진 기사 URL: http://www.edujin.co.kr/news/articleView.html?idxno=36750
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