F = ma (뉴턴의 운동 법칙)












힘에 의한 운동의 변화

수레에 힘을 가하여 운동시키는 과정을 생각해 봅니다.
수레에 작용하는 힘의 크기를 2배, 3배로 증가시키면 속력 변화는 2배, 3배가 됩니다.
힘의 크기는 일정하게 하고, 수레의 질량을 2배, 3배로 증가시키면 속력 변화는 \( \frac{1}{2} \)배, \( \frac{1}{3} \)배가 됩니다.

즉, 물체에 힘이 가해지면 물체의 속도가 변화됩니다. 물체의 속도가 변화하는 정도는 가해지는 힘의 크기에 비례하고, 물체의 질량에 반비례합니다.

\[ a = \frac{F}{m} \]

‘a’는 가속도 입니다. 물체의 운동 속도가 변화하는 정도입니다. 단위는 m/s²입니다.
‘F’는 물체에 가해지는 힘입니다. 단위는 N(뉴튼)입니다.
‘m’는 물체의 질량입니다. 단위는 kg입니다.

이것을 ‘가속도의 법칙’ 또는 ‘뉴턴의 운동 법칙’이라고 합니다. 양자역학 및 특수 상대성 효과를 무시할 수 있는 범위에서 이 법칙은 상당히 유효합니다. 이 법칙은 전자와 같은 소립자부터 천체의 운동까지도 설명할 수 있습니다.