일본의 수출규제와 우리나라의 불매운동 속 F=ma
공식으로 보는 세상 2. F=ma
요즘 일본이 우리나라에 대한 수출규제를 하고 있으며 우리나라 국민들은 일본 제품에 대한 불매운동을 하고 일본 여행을 가지 않겠다고 하는 사람들이 많다. 이 현상과 앞으로의 전망에 대해서 정치, 지리, 역사학적으로 바라볼 수도 있지만 유명한 물리법칙 F=ma를 통해서 한번 바라보고자 한다.
F=ma
뉴턴의 두 번째 운동 법칙이자 가속도의 법칙이다.
여기서 F는 힘(force), m은 질량(mass), a는 가속도(acceleration)이다. 즉, 힘은 질량과 가속도에 비례한다.
힘과 가속도와 질량과의 관계를 나타내는 법칙으로, 자세한 내용은 다음과 같다. ① 물체에 작용하는 힘의 크기를 F, 가속도를 a라고 할 때 가속도는 작용하는 힘이 클수록 크다(a∝F). ② 또한 같은 크기의 힘이 작용하더라도 질량이 큰 물체일수록 운동 상태를 변화시키기가 어려우므로 가속도는 작아진다(a∝1/m). 위 두 식에서 a∝F/m이므로 F∝ma가 된다. 여기서 비례 상수를 k라고 하면 F∝kma가 되는데, 여기서 비례 상수 k가 1이 되도록 힘의 단위를 정하면 F=ma가 된다. 힘과 질량과 가속도의 관계식 F=ma를 운동 방정식이라고 하며 이 방정식을 풀면 운동에 관한 많은 것을 알 수 있다.
[네이버 지식백과] 뉴턴의 운동 제2법칙 (Basic 고교생을 위한 물리 용어사전, 2002. 4. 15., 신근섭)
위의 두 그림은 질량이 동일할 때 힘의 크기 F와 가속도 a가 비례 관계에 있음을 보여주고, 아래 두 그림은 같은 힘이 작용할 때 질량과 가속도가 반비례 관계임을 보여준다. 가속도는 속도의 시간에 대한 미분 값이며 시간에 따른 속도의 변화를 나타낸다. 위의 그림 중에 왼쪽 그림들의 기울기 값이 가속도다. 가속도는 속도의 크기와는 무관하고 속도의 변화량과 관련이 있다. 100km/h를 유지하며 달리는 자동차는 가속도가 0이며, 정지해있던 자동차가 달리기 시작하면 속도의 변화가 생기기 때문에 가속도가 생긴다. 그러다가 일정 속도에 도달하여 정속 주행을 하게 되면 가속도가 0이 된다. 속도의 크기보다 가속도의 크기가 안정감에 영향을 준다. 60km/h로 달리면서 급발진, 급제동을 하는 차를 타고 가는 것보다 200km/h로 정속 주행하는 KTX를 타고 가는 것이 훨씬 안정적이다. 전자의 경우엔 차 안에서 음료수를 마시면 다 쏟게 되고 후자의 경우엔 음료수를 마시는데 아무런 문제가 없다.
일본의 수출규제가 우리나라에 미치는 힘
질량(m)
일본에 대한 의존도가 높고 중요도가 큰 불화수소부터 수출규제를 시작하였다. 의존도가 높고 대체 수급도 쉽지 않고 중요도가 큰 만큼 질량(m)이 크다. 만약에 중요도가 낮고 쉽게 구할 수 있는 제품을 수출 규제하였다면 질량이 작기 때문에 별다른 힘을 미치지 못하고 이렇게 이슈가 되지도 못했을 것이다. 그리고 일본에선 앞으로 수출 규제 항목을 늘리겠다고 하는데 이렇게 되면 질량(m)이 늘어나서 지금보다 힘이 더 커지게 될 것이다.
그렇다면 우리가 할 수 있는 일은 질량(m)을 줄이는 일인데 어떻게 가능할까? 일본 의존도를 낮춰서 질량(m)을 낮추는 방법이 있다. 일본 의존도를 낮추기 위해서는 국산화를 하는 방법과 다른 나라로부터 대체 수급을 하는 방법이다. 국산화를 하는 데에는 시간이 많이 필요하다고 하니, 일단은 수입 다각화를 통해서 일본 의존도를 낮출 필요가 있다. (제품의 성능이나 가격 등 고려해야 할 사항들에 대해서는 전문가가 아니라서 모르겠지만) 그리고 WTO 제소를 통해서 일본의 수출규제를 철회하도록 하는 방법이다. 그렇게 되면 질량(m)이 줄어들게 되어 우리나라에 미치는 힘이 많이 줄어들게 될 것이다. 현재 진행 중이라고 하니 결과가 어떻게 나올지 지켜볼 일이다.
가속도(a)
월급 300만원 받는 월급쟁이가 매월 10만원씩 월급이 줄어든다면 충격이 없을 순 없지만 대응할 시간이 있고 체감적으로도 크게 느껴지지 않을 수도 있다. 이는 등가속도 운동에 해당된다. 속도(월급)는 계속 등가속도로 줄어들지만 가속도가 그렇게 크지는 않다. 하지만 가속도가 0은 아니기 때문에 힘(F)은 발생하고 결국에는 월급이 0원이 되어 파산하게 될지도 모른다. 하지만 매달 300만원 받던 월급쟁이가 갑자기 실직을 해서 월급을 받지 못하게 되면 앞의 경우보다 가속도(a)가 크다. 그래서 작용하는 힘(F)도 앞의 경우보다 크다. 만약에 월급 1000만원 받던 사람이 하루아침에 실직을 하게 되면 가속도(a)가 훨씬 크기 때문에 그에게 작용하는 힘(F)도 더 커진다.
일본도 갑자기 수출을 규제해버렸다. 가속도(a)가 커져서 우리나라에 미치는 힘 또한 커졌다. 만약 일본이 수출규제를 한다고 하더라도 서서히 단계적으로 했다면 우리나라가 지금만큼 많은 힘(F)을 받지는 않았을 것이다.
우리나라의 불매운동이 일본에 미치는 힘
질량(m)
불매운동에 참여하는 사람들이 많을수록 그 힘은 커진다. 혼자서 혹은 소규모로 불매운동을 한다면 아무런 힘도 발휘하지 못할 수 있다. 하지만 참여 인원이 많을수록 질량(m)이 커져서 그 힘(F)은 질량(m)에 비례해서 커진다. '세 사람만 우겨대면 없는 호랑이도 만들어 낼 수 있다'는 말이 있다. 혼자 우겨서는 없는 호랑이를 만들어 낼 수 없지만 세 사람이 우기면 질량(m)이 커져서 없는 호랑이도 만들어 낼 수 있는 힘(F)이 생긴다. 그리고 '뭉치면 살고 흩어지면 죽는다'도 맥락을 같이 한다. 몇 년 전엔 촛불시위 때도 국민들의 대규모 참여로 대통령의 탄핵도 이끌어내지 않았던가. 인원이 많을수록 큰 힘을 발휘한다. '불매운동'이 됐든 '일본 여행 안 가기'가 됐든 많은 인원이 참여하는 것이 일본에 미치는 힘을 크게 하는 방법이다. 얼마 전 '한국의 불매운동은 지난 수십 년 동안 항상 실패해왔다'라는 발언이 있었는데 이는 이전의 불매운동은 참여 인원이 적어서 힘을 발휘하지 못했다고 볼 수 있다. 하지만 이번에는 전과는 좀 다른 양상을 보이는데 앞으로 어떻게 진행될지 지켜볼 일이다.
가속도(a)
이것은 위에 '일본의 수출규제가 우리나라에 미치는 힘'에서 언급한 것과 같다. 불매운동 역시 단계적이 아닌 일시에 진행하는 것이 힘(F)을 키우는 방법이다. 우리나라에서 이윤을 많이 넘기던 일본 기업일수록 가속도(a)가 커져서 타격이 클 것이다.
힘과 더불어 충격량이 중요하다.
지금까지 F=ma를 통해서 힘의 크기에 대해서 이야기했는데 힘이 크기와 함께 충격량이 중요하다. 충격량은 힘과 힘이 작용한 시간의 곱이다. 일본의 수출규제가 길어지면 길어질수록 우리나라의 불매운동이 길어지면 길어질수록 상대 국가가 받는 충격량은 커진다. 일본에게 더 많은 충격을 주고자 한다면 불매운동을 계속해서 지속해나가는 것 또한 중요한 요소다.
힘과 시간에 따른 충격량 그래프*참고자료 (사진 출처)
[네이버 지식백과] 뉴턴의 운동 제2법칙 (Basic 고교생을 위한 물리 용어사전, 2002. 4. 15., 신근섭)
[네이버 지식백과] 충격량 [Impulse, 衝擊量] (두산백과)
