외력

외력은 어떤 계(system)에 외부에서 작용하는 힘을 의미한다. 계 내부의 상호작용에 의해 발생하는 힘과 구분된다. 계의 운동 상태를 변화시키는 원인이 되며, 뉴턴의 운동 제2법칙 (F = ma) 에서의 힘(F)에 해당하는 개념이다. 외력의 크기와 방향은 계의 운동에 직접적인 영향을 미친다.

계의 경계를 어떻게 설정하느냐에 따라 외력의 정의가 달라질 수 있다. 예를 들어, 지상에서 움직이는 자동차를 생각해보자. 자동차 자체를 계로 설정하면, 엔진의 추진력, 마찰력, 공기 저항 등이 외력이 된다. 하지만 자동차와 지구를 하나의 계로 설정한다면, 이러한 힘들은 내력으로 간주될 수 있다. 즉, 외력과 내력의 구분은 계의 정의에 따라 상대적인 것이다.

외력은 다양한 형태로 나타날 수 있다. 중력, 전자기력, 탄성력 등이 대표적인 예시이며, 접촉력이나 비접촉력으로도 분류할 수 있다. 외력의 작용으로 계의 운동량, 운동 에너지, 각운동량 등이 변화하게 된다.

외력의 개념은 역학, 천체물리학, 입자물리학 등 다양한 물리학 분야에서 중요한 역할을 한다. 특히, 계의 운동 방정식을 세우고 해석하는 데 필수적인 요소이다.