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물리의 법칙 ③ - 뉴턴 제3법칙: 작용과 반작용, 모든 힘에는 응답이 있다

작성일: 2025년 4월 6일

누군가를 밀면, 나도 밀린다

우리가 문을 밀 때, 문도 나를 민다는 사실을 자각하는 사람은 많지 않습니다. 땅을 딛고 일어서는 행위, 공을 던지는 순간의 느낌, 모두가 ‘작용과 반작용’의 질서 속에 있습니다. 뉴턴 제3법칙은 바로 이 보편적 교환의 법칙, 모든 힘은 쌍으로 존재하며, 세상은 균형 속에 움직인다는 원리를 말합니다.

이 법칙은 단지 물리적 현상만이 아니라 인간 관계, 윤리, 우주의 조화까지 연결되는 가장 철학적인 물리 법칙 중 하나입니다.

작용과 반작용의 법칙이란?

뉴턴 제3법칙의 정의는 이렇습니다. “모든 작용에는 그에 상응하는 크기와 반대 방향의 반작용이 있다.” 즉, A가 B에게 힘을 가하면, B도 A에게 똑같은 크기의 힘을 반대 방향으로 가한다는 것입니다.

수식으로 표현하면 다음과 같습니다: F_AB = -F_BA

이 간단한 공식을 통해 우리는 왜 로켓이 앞으로 나아가고, 왜 점프할 수 있으며, 왜 서로 부딪힌 공이 튕겨나가는지를 이해할 수 있게 됩니다.

로켓의 발사, 바닥을 딛고 날아오르다

로켓은 아래로 연료를 분사합니다. 이 작용에 대해 공기는 위로 로켓을 밀어냅니다. 단순하지만 이 원리가 없었다면, 우리는 우주를 꿈조차 꿀 수 없었을 것입니다.

마찬가지로, 우리가 땅을 힘껏 밟을 수 있기에 걷거나 달릴 수 있는 것이죠. 반작용이 없다면, 우리는 허공을 밟는 듯한 느낌으로 앞으로 나아가지 못했을 겁니다.

물리와 윤리의 교차점

누군가에게 가한 감정적 상처도, 결국 나에게 돌아온다는 말은 단지 비유가 아닙니다. 작용·반작용의 법칙은 물리적 차원을 넘어 인간관계와 사회의 윤리에도 통합니다. 우리는 세상에 어떤 힘을 주었을 때, 그 힘은 다른 방식으로 우리에게 돌아옵니다.

폭력은 더 큰 폭력을 낳고, 선한 영향력은 또 다른 따뜻함으로 반응합니다. 이처럼 물리의 법칙은 단지 과학실에서만 머무는 것이 아니라 삶의 깊은 곳에서 울림을 줍니다.

왜 작용과 반작용은 ‘동시에’ 발생할까?

흥미롭게도, 작용과 반작용은 ‘시간차’ 없이, 정확히 ‘동시에’ 발생합니다. 내가 벽을 밀면, 그 순간 동시에 벽도 나를 미는 것이죠. 이는 뉴턴의 고전역학이 지닌 시간 개념, 절대시간 속에서의 정의입니다.

이러한 즉각성과 균형은 이후 상대성 이론이나 양자역학의 개념과 대비되며, 우리가 시간과 공간을 어떻게 이해하느냐에 따라 법칙의 해석도 달라질 수 있다는 것을 보여줍니다.

세상은 쌍으로 움직인다

세상은 혼자서 움직이지 않습니다. 모든 힘은 반응을 일으키고, 그 반응은 다시 또 다른 힘으로 이어집니다. 이는 물리적인 사실일 뿐 아니라 우주의 원리이기도 합니다. 파동과 입자, 전자와 양전자, 음과 양, 이 모두는 서로 대칭을 이루는 관계입니다.

뉴턴 제3법칙은 그러한 대칭성과 균형을 상징합니다. 그리고 그 균형 속에서 우리는 물리학의 정직함과 세계의 구조적 아름다움을 보게 됩니다.

당신의 모든 힘은 결국 돌아온다

뉴턴의 작용·반작용 법칙은 우리에게 다음과 같은 교훈을 남깁니다. “세상에 보내는 힘은, 결국 나에게 되돌아온다.” 이것이 과학이며 동시에 윤리입니다.

세상을 밀면, 세상도 나를 미는 것입니다. 그 방향이 선이냐, 악이냐, 그 크기가 얼마나 크냐는 우리가 어떤 작용을 선택했느냐에 달려 있습니다.

지금 당신이 세상에 주는 힘은 무엇인가요? 그 힘은 어떤 반작용으로 당신을 다시 밀어내고 있나요?

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