▼ 집부터 자전거, 스마트폰에 에어컨까지
익숙한 일상에서 물리법칙 찾기
첫 대상은 거대한 건물이다. 저자는 질문한다. 어떻게 엠파이어스테이트 빌딩과 같은 거대한 건물이 튼튼하게 버티는 걸까? 절대 무너지지 않는다고 믿어도 되는 걸까? 물론 건물은 찰나의 걱정도 아까울 만큼 튼튼하다. 엄청난 높이로 위태롭게 서 있는 마천루는 아찔함을 느끼게 하지만 물리학은 우리의 경험과 직관 너머에 있다. 저자는 건물의 밑단이 받는 중력이 우리 발목이 받는 중력과 비슷하다고 비유한다. 우리가 발목이 몸무게를 버티지 못하고 부러질 거로 생각하지 않는 것처럼 튼튼하단 말이다. 건물의 높이만큼 밑단의 넓이가 커지면 늘어나는 무게의 압력은 적절하게 분산된다. 키에 따라 발목이 굵어지면 되는 것이다. 엠파이어스테이트 빌딩의 밑단 넓이는 대략 8,000m2 에 달하고, 빌딩의 전체 무게는 약 33만 톤으로 추정된다. 하지만 광대한 밑단 넓이 덕분에 지면이 받는 중력은 놀랍게도 대기압의 네 배에 불과하다. 건물이 올라갈수록 가늘어지는 구조면 금상첨화다. 마천루의 모습이 거의 비슷한 이유는 이들이 물리법칙을 잘 따르고 있다는 증거다. 참고로 꼭대기는 엄청난 바람 에너지를 흡수하기 위해 살랑살랑 흔들릴 수 있게 설계되었다.
세상을 움직이는 물리법칙을 다루지면 지레도 빼놓을 수 없다. 저자는 동네 철물점의 수백 가지 도구를 지레, 바퀴, 쐐기로 간단히 분류할 수 있다고 말한다. 그중에서도 지레는 그야말로 모든 기계의 아버지다. 지레는 막대의 한 지점을 받치고 그 받침점에 작용하는 회전력을 이용해 물체를 움직이는 도구다. 지레가 길수록 가하는 힘을 더 많이 늘려준다. 아르키메데스는 “충분히 긴 지렛대만 있으면 지구도 들어 올릴 수 있다”라고 말했을 정도다. 저자는 렌치, 수도꼭지, 자전거, 도끼로 나무를 패는 일까지 일상에서 만날 수 있는 다양한 도구의 움직임을 지레 원리에 기반해 설명한다.
빛은 물리법칙의 꽃이자 문명의 근간이다. 우리는 빛 때문에 무언가를 볼 수 있다. 그래서 빛이
