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물리를 좋아하고 즐기는 중·고등학생, 이공계 대학생 및 물리교육자를 위한 물리발상법

물리를 좋아하고 즐기는 중·고등학생, 이공계 대학생 및 물리교육자를 위한 물리발상법

이나바 야스히로 (지은이), 오세현 (옮긴이)

지호락희·2026-04-16

  • 454쪽
  • 182×257mm
  • 자연과학

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책 소개

◇ 머리말 ◇ 고교 물리의 참고서나 문제집은 시중에 많이 나와 있지만, 대부분 물리법칙 같은 지식 전달에 치중하고 있습니다. 저는 평소 "어려운 물리 문제를 만났을 때 어떻게 풀어나가야 할까?"라는 발상법 자체를 가르쳐야 한다고 생각해 왔습니다. 물리를 공부한 경험이 있다면 교과서 지식은 알아도 정작 문제를 어떻게 풀지, 즉 그 발상을 몰라 당황하거나 끝내 물리를 포기했던 적이 있을 것입니다. 『물리발상법』은 까다로운 물리 문제를 어떻게 풀어나갈 것인지에 중점을 두어 해설했으며, 각 단원은 다음과 같은 관점에서 서술했습니다. 첫째, 모호한 물리법칙을 명확히 이해합시다. 물리법칙을 알고 있어도 성립 조건을 정확히 몰라 잘못된 식을 세우는 학생이 많습니다. 예를 들어 '운동량보존법칙'을 쓰려면, 작용하는 모든 힘을 찾아 내력과 외력으로 구분하고 외력이 특정 방향으로 작용하는지 확인하는 논리적 절차가 필요합니다. 『§4 역학적 에너지 보존·운동량 보존 법칙의 식을 세울 때 주의할 점』 등에서 고교 과정의 핵심적인 물리법칙 사용법을 명확히 설명했습니다. 둘째, 무심코 저지르기 쉬운 실수를 방지합시다. 물리는 실수하기 쉬운 과목입니다. 이항할 때 부호를 빠뜨리거나, 분수 계산에서 분모와 분자를 뒤바꾸고, 소거한 문자를 엉겁결에 다시 살려내는 등 함정이 매우 많습니다. 『§8 차원(Dimension)』, 『§13 특이 사례 검토로 정답률을 높여라!』 등에서 이런 실수를 방지하는 비법을 소개합니다. 입시를 포함한 각종 시험에서 실력 차이가 크지 않다면 이런 사소한 실수가 당락을 가를 수 있습니다. 평소에 실수를 방지하는 비법을 익혀 두는 것은 대단히 중요합니다. 셋째, 이미지(Image)를 활용합시다. 물리 지식을 이해하고 기억할 때, 주변에서 쉽게 접할 수 있는 이미지와 연계하면 훨씬 쉽고 오래 기억된다고 합니다. 『§17 일·에너지에 관한 이미지』, 『[칼럼 8] 구체적인 이미지를 활용하라!』 등에서 구체적인 연계 방안을 자세히 서술했습니다. 넷째, 자신만의 원칙을 가집시다. 이 책에 담긴 내용은 제가 물리를 공부하고 가르치며 터득한, 이른바 '나만의 원칙'입니다. "나는 이해하기 위해 이렇게 생각했다", "이런 식으로 궁리하며 외웠다"라는 사례를 든 것입니다. 독자 여러분이 저와 똑같은 아이디어로 발상할 필요는 없습니다. 제가 물리 문제를 해결하며 경험한 생각과 원칙을 참고하여, 여러분 나름의 독자적인 사고 체계를 만들어 가시기를 바랍니다. [진정한 학습을 위한 제언] 이 책의 발상법을 참고해 자기 나름대로 궁리하고 이해하는 과정이야말로 진정한 학습입니다. 시험 후 채점 결과를 받으면, 어디가 틀렸는지 확인하고 수정하며 다음에 비슷한 문제를 만났을 때 어떻게 풀지 스스로 성찰해야 합니다. 단지 점수에만 집착해 "이 정도면 합격권이다"라고 안이하게 생각한다면 공부의 의미가 퇴색됩니다. "배운 내용을 그대로 재현하는 게 공부다"라고 착각하는 학생들을 자주 만납니다. 이는 큰 오산입니다. 생소하고 어려운 문제라도 누군가 풀어주길 기다리지 말고, 알고 있는 지식을 총동원해 시행착오를 겪으며 직접 풀어보십시오. 치열하게 고민해도 풀리지 않을 때 비로소 주변에 묻거나 교과서를 다시 검토하는 자세가 필요합니다. 이렇게 문제를 스스로 이해하고 해결하며 자신만의 발상법을 획득하는 것이 바로 물리 공부입니다. 이 책의 원칙과 발상을 참고해 여러분만의 원칙을 몸에 익히시길 바랍니다. [독자 여러분께] 이 책은 물리를 이미 공부한 학생들을 대상으로 만든 책입니다. 그래서 난도(難度)가 비교적 높습니다. 하지만 칼럼이나 『§20 운동방정식 풀이법』 등은 입문자에게도 큰 도움이 될 것입니다. 물리 전반을 다루지만, 모든 개념을 망라하지는 않습니다. 기초 개념이 있는 독자를 대상으로 쓴 책이므로, 순서대로 읽어도 좋고 관심 있는 분야부터 먼저 읽어도 좋습니다. 제가 권장하는 방법은 먼저 칼럼을 모두 읽은 뒤 본문을 보는 것입니다. 그러면 집필 의도를 파악해 내용을 이해하는 데 도움이 될 것입니다. 또한, 필요하다면 미적분을 이용하는 것도 주저하지 않았습니다. '수준이 높다'라는 것이 곧 '어렵다'라는 뜻은 아닙니다. 오히려 중학교 과학처럼 원리 설명 없이 결과만 나열하는 게 더 이해하기 어려울 수 있습니다. 높은 안목에서 법칙의 성립 근거를 명확히 설명할 때 비로소 깊이 이해되는 법입니다. 초심자에게 높은 수준의 내용을 처음부터 가르칠 필요가 없다는 생각은 잘못되었다고 봅니다. 『[칼럼 6] 문제는 손으로 쓰면서 풀어라!』나 『[칼럼 11] 도무지 문제가 풀리지 않을 때는?』 같은 내용을 담은 참고서는 없다고 자부합니다. 그런 의미에서 이 책이 대한민국 독자 여러분께 획기적인 물리 참고서가 되어 학습에 조금이나마 도움이 되기를 바랄 뿐입니다.

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CONTENTS​ 헌사 - 3 머리말 – 5 역자의 말 – 8 차례 – 9 Ⅰ. 역학편 §1. 힘을 찾는 방법 - 15 [칼럼 1] 한 물체에 작용하는 힘이 주변의 다른 물체에도 그대로 전해지는가? - 17 ​§2. 역학의 네 가지 핵심 운동 – 20 §3. v-t 그래프는 무엇을 말하는가? – 21 §4. 역학적 에너지 보존과 운동량 보존법칙의 식을 세울 때 주의할 점은? – 26 §5. 내력과 일-에너지 – 39 §6. 운동량 보존법칙과 적분 – 46 §7. 움직이는 좌표계에서 본 물체의 운동 – 49 [칼럼 2] 경사면에서 중력을 분해하는 요령 – 60 §8. 차원(Dimension) – 61 §9. 차원이 없는 단위 – 70 §10. 각종 단진동 – 71 §11. 마찰력과 수직항력은 하나의 힘이었다! – 93 §12. 강체의 평형 – 104 §13. 특수 사례 검토로 정답률 높이기 – 111 §14. 벡터 취급법 – 118 [칼럼 3] 「벡터의 평형」과 「벡터의 상등(같음)」 – 125 §​15. 부력의 정확한 설명 – 126 §16. 일(Work)을 구하라 – 128 §17. 일ㆍ에너지의 시각적 이해(이미지) – 129 [칼럼 4] 에너지란 무엇인가? - 134 §​18. 탄성 충돌을 질량중심에서 관측하면 – 135 §19. 도르래와 장력 – 137 §20. 운동방정식 풀이법 – 140 §21. 필림 되돌림 운동 – 147 §22. 만유인력 문제 – 149 §23. 면적속도 보존법칙의 이해 – 153 [칼럼 5] 지구 자전에 의한 원심력과 공기의 부력은 지구 중력에 얼마나 영향을 줄까? - 156 §​24. 「우주선에서 속도 로 발사」 – 158 §25. 반발계수의 식을 기억하는 법 – 159 §26. 중력이 한 일과 위치 에너지 – 160 §27. 마찰력이 한 일과 마찰열 – 161 Ⅱ. 열역학편 §28. 기체 분자 운동론에서 기억해야 할 것 – 167 §29. 열역학에서 기억해야 할 것 – 171 §30. 열기구 문제 해결의 포인트-기체 밀도에 관한 식 – 173 §31. 열 사이클 문제는 표를 활용하라! – 176 [칼럼 6] 문제는 손으로 쓰면서 풀어라! - 179 §32. 열효율의 이미지 – 182 §33. 그래프의 우하향(右下向) 직선과 열효율 – 183 §34. 특수 과정으로서의 자유팽창 – 188 [칼럼 7] 근사 – 189 Ⅲ. 파동ㆍ광학편 §35. 파동-sin 파의 식과 위상 – 193 §36. 반사파 파면(파두)의 좌표 설정 – 217 §37. 마디선의 개수 찾는 요령 – 218 §38. 도플러효과 문제를 해결하는 방법 – 220 §39. 어떤 파동인지 물으면? – 229 §40. 파동의 감쇄 – 231 §41. 렌즈 문제의 수식 구조 – 234 §42. 렌즈와 상의 공식, 무심코 범하기 쉬운 실수 방지법 – 237 §43. 허광원 – 242 §44. 눈과 안경 – 244 §45. 굴절률과 굴절의 법칙 – 247 §46. 단일슬릿과 회절, 그리고 주극대 – 262 §47. 이중슬릿과 회절격자 간섭광의 차이 – 267 §48. 간섭하는 파와 간섭하지 않는 파 – 271 §49. 가시광선의 파장 – 274 [칼럼 8] 구체적인 이미지를 활용하라! – 275 Ⅳ. 전자기학편 §​50. 전기력(쿨롱력), 전기장, 전위 – 279 §51. 복잡한 전하분포가 만든 전기장은 가우스 법칙으로! – 293 §52. 콘덴서에 유전체를 삽입하면? – 300 §53. 콘덴서의 극판 사이에 작용하는 힘 – 308 §54. 도체와 전기력선, 정전차폐의 원리 – 311 [칼럼 9] 나만의 원칙을 세우자 – 317 §55. 키르히호프 제2법칙과 폐회로 선택법 – 320 §56. 대칭성이 있는 회로의 특징과 해결법 – 321 §57. 무한히 반복된 사다리 구조를 가진 회로 문제는 어떻게? – 334 §58. 비옴 저항(다이오드)의 특성곡선과 회로의 전류ㆍ전압 – 336 §59. 비옴 저항의 특성곡선과 온도 – 346 §60. 다이오드 스위치 – 350 §61. 전자석의 S극과 N극 – 354 §62. 홀(Hall) 효과 - 전하의 양(+)ㆍ음(-)과 로렌츠 힘 – 355 §63. 렌츠의 법칙은 청개구리 법칙 – 357 §64. 유도 기전력을 구하는 3가지 방법 – 361 §65. 로렌츠 힘은 정말 일을 하지 않을까? – 367 §66. 교류회로 문제의 마지막 승부처, 임피던스 구하기 – 371 §67. 전류의 연속현상과 점프현상 – 388 §68. 전류와 전압의 방향 설정법 – 395 [칼럼 10] 「우회전」과 「좌회전」 - 408 Ⅴ. 원자물리학편 §69. 광전효과 – 411 §70. 원자의 에너지 준위도 – 418 §71. 콤프턴(Compton) 효과는 코사인 정리로 풀자! – 429 §72. 전자볼트(eV) – 437 §73. 원자핵 반응 – 438 §74. 방사성 붕괴법칙 – 447 §75. 입자성과 파동성을 이어주는 것은? – 451 [칼럼 11] 도무지 문제가 풀리지 않을 때는? – 454

출처: 국립중앙도서관 서지정보

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