2-2. 운동량 보존 — 당구공이 부딪힐 때 일어나는 일
🎯 [1단계] 무슨 문제지? — 사라진 운동량의 미스터리
당구대 위의 수수께끼
당구를 쳐본 적 있어? 아니면 영화나 TV에서라도 본 적 있을 거야.
하얀 공을 "탁!" 하고 쳐서 빨간 공에 맞히는 장면을 떠올려봐. 이때 정말 신기한 일이 벌어져:
- 하얀 공이 빠르게 굴러가서 빨간 공에 정면으로 맞힌다.
- "딱!" 하는 소리와 함께 —
- 하얀 공은 딱 멈추고,
- 빨간 공이 하얀 공이 오던 속도 그대로 굴러 나간다!
마치 하얀 공의 "움직임"이 빨간 공에게 고스란히 전해진 것처럼 보여.
잠깐, 이건 좀 이상하지 않아?
하얀 공의 "움직임"은 어디로 간 거야? 공중에 흩어졌을까? 열로 바뀌었을까? 아니면... 빨간 공에게 옮겨간 걸까?
지금까지 알아낸 것
바로 앞 절에서 우리는 운동량이라는 개념을 배웠어. "움직임의 세기"를 나타내는 양으로, 질량 × 속도라고 했지. 그리고 뉴턴은 "힘은 운동량을 변화시킨다"고 생각했다는 이야기도 했어.
그렇다면 당구공 충돌에서 일어나는 일도 운동량으로 설명할 수 있지 않을까?