과학 한 스푼
작용 반작용의 법칙 로켓을 발사하는 힘이 뭘까요?
글. 이현수 사진. shutterstock
출처. 심승현 선생님의 특수교육
2025. September+October
Vol. 192
글. 이현수 사진. shutterstock
출처. 심승현 선생님의 특수교육
과학은 힘을 이해하는 것에서 시작합니다. 국방과학연구소는 이 힘의 원리를 연구해 대한민국을 지키는 무기 개발에 활용하고 있습니다. 이번 호에서는 힘의 성질과 그 응용을 살펴보고, 독자와 함께할 수 있는 재미있는 실험도 준비했습니다.
<과학 한 스푼>은 국방과학 속 기초 과학 원리를 쉽게 풀어 소개하고, 초등학생이 직접 따라 할 수 있는 실험도 함께 소개하는 과학 코너입니다.
올림픽 수영 경기를 본 적이 있나요? 수영선수가 힘차게 물에 뛰어들지요. 이때 수영 선수의 팔을 자세히 보면 앞에서 뒤쪽으로 움직여요. 그러면 수영 선수의 몸은 앞쪽으로 힘차게 나아갑니다. 배에 타고 있을 때 노를 젓는 행동도 수영선수의 움직임과 비슷해요. 뒤쪽으로 노를 저어야 배가 앞으로 나가지요. 사람이 뛸 때도 비슷한 일이 일어나요. 제자리에서 땅을 세게 차면 평소보다 훨씬 높이 뛰어오를 수가 있습니다.
왜 이런 일이 일어나는지 궁금하지 않나요? 이것은 힘의 성질 때문이에요. 내가 어떤 물체를 힘을 주어 밀면, 그 물체도 똑같은 힘으로 나를 밀어낸답니다. 이러한 특징을 발견한 것은 아이작 뉴턴이란 과학자예요. 그는 이러한 힘의 성질을 알아내고, 여기에 ‘작용-반작용의 법칙’이라는 이름을 붙였습니다.
밤하늘의 반짝이는 별을 올려다보면 가까이 다가가 보고 싶어지죠? 다행히도 과학자들의 노력 덕분에 이제 우주로 날아가 가까운 행성에 다가갈 수도 있게 됐어요. 세계 여러 나라 과학자들은 우주에 무엇이 있나 알아보기 위해 로켓을 우주에 쏘아 보내죠. 로켓은 연료를 태우면서 뜨거운 가스를 뒤쪽으로 내뿜어요. 그러면 내뿜은 방향과는 반대로 로켓은 앞쪽을 향해 나아갑니다. 이것은 우리가 앞에서 알아보았던 작용-반작용의 법칙과 똑같지요? 물론 로켓이 땅바닥에서 우주로 가기 위해서는, 지구에서 우리 인간을 포함한 모든 물체를 잡아당기고 있는 힘인 ‘중력’까지도 이겨내고 움직여야 해요. 그래서 강한 힘을 낼 수 있는 특별한 연료를 만들어서 로켓에 넣어야 한답니다.
국방과학연구소에서는 힘의 작용-반작용이라는 성질을 이용해 여러 가지 무기를 만들고 있어요. 우리나라 국군의 무기 중에서 세계로 수출하는 ‘K9 자주포’도 작용-반작용의 힘을 이용하고 있어요. 자주포라는 것은 ‘스스로 움직일 수 있는 대포’라는 뜻이에요. 어떤 장소를 향해 포탄을 날려 보내기 위해 그만큼의 연료나 에너지를 넣어야 해요.
이처럼 국방과학연구소에서는 과학자로서 우리나라의 밝은 내일을 위해 하루하루 최선을 다해 연구를 계속하고 있습니다.
힘은 우리 눈에 보이지 않지만, 풍선 같은 물체를 사용하면 어떻게 힘이 움직이는지 관찰할 수 있어요.
