제2권 · Chapter 2 · 3. 회전 운동

3-1. 각도, 각속도, 각가속도 — 회전을 숫자로 말하는 법

세상은 돌고 있다

지금 이 순간에도 세상은 쉬지 않고 돌고 있다.

지구는 24시간에 한 바퀴 자전하고, 365일에 걸쳐 태양 주위를 공전한다. 자동차 바퀴는 고속도로에서 1초에 열 바퀴 넘게 회전하고, 선풍기 날개는 눈에 보이지 않을 만큼 빠르게 돈다. 하드디스크는 1분에 7,200바퀴를 돌며, 우주 어딘가에 있는 중성자별은 1초에 무려 716바퀴를 회전한다.

그런데 잠깐 — 우리는 지금까지 물체의 "운동"을 배우면서, 물체가 직선 위에서 얼마나 빠르게, 어떤 방향으로 움직이는지를 다루어왔다. 위치, 속도, 가속도 — 이 세 가지로 직선 운동을 완벽하게 기술할 수 있었다. 그런데 빙글빙글 도는 운동은 어떻게 표현해야 할까?

선풍기 날개의 한 점은 분명히 움직이고 있지만, 앞으로 나아가지는 않는다. 제자리에서 빙빙 돈다. 이 운동의 "빠르기"는 뭘까? "위치"는 어떻게 표현할까? 그리고 선풍기를 켤 때처럼 회전이 점점 빨라지는 상황은 어떻게 기술할까?

놀랍게도, 회전 운동을 기술하는 방법은 직선 운동과 거의 똑같은 구조를 가진다. 직선 운동에서 위치 → 속도 → 가속도가 있었듯이, 회전 운동에서는 각도 → 각속도 → 각가속도가 있다. 마치 외국어를 배울 때, 문법 구조는 같고 단어만 다른 것처럼 말이다.

핵심 질문: "직선 운동의 언어(위치, 속도, 가속도)를 회전의 언어로 어떻게 번역할 수 있을까?"