힘

요약 정지하고 있는 물체를 움직이고, 움직이고 있는 물체의 속도나 운동방향을 바꾸거나 물체의 형태를 변형시키는 작용을 하는 물리량이다.

일상생활에서는 막연히 여러 능력을 포함하여 사용하지만, 물리학에서는 작용이 일어나는 원인이나 나타나는 방식에 따라 전기력·중력(重力)·핵력(核力)·구심력(求心力) 등으로 나눈다. 전력(電力)이나 동력(動力) 및 그 단위인 마력(馬力) 등과 같이 일률을 의미하는 것, 원자력(原子力) 등의 에너지를 가리키는 것 등, 원래 힘과 직접적으로 관계가 없는 것에도 힘(力)이라는 말을 사용하는 예가 많다.

힘은 크게 기계력처럼 물체끼리 접촉하여 작용하는 직달력(直達力)과 만유인력(萬有引力)처럼 거리가 떨어져 서로 미치는 원달력(遠達力)으로 구분된다. 그러나 어느 경우라도 물체에 힘이 작용한다는 것은 물체의 운동상태, 즉 속도(速度)가 변하는 것에 의해 판단되며, 그 크기는 운동법칙과의 관련에 입각하여 정의된다.

따라서 힘의 크기는 그것이 작용함으로써 생긴 가속도(加速度)와 물체의 관성질량(慣性質量)의 곱, 또는 물체가 단위시간에 얻는 운동량에 의해 결정되며, 다인(dyn)·뉴턴(N)·그램중 등 힘의 크기를 나타내는 단위는 이러한 힘의 정의에 기준하여 정해진 것이다.

원래 힘은 물체 사이의 상호작용으로서, 물체 A가 물체 B에 힘을 미치면, A도 B로부터 크기가 같은 반대 방향의 힘을 받는다. 지면에 공을 떨어뜨리는 것을 예로 들면 지면으로부터 공이 받는 힘과 공이 지면에 가하는 힘은 크기가 같다. 공은 받은 힘에 의해서 가속도를 얻고 운동 방향을 바꾸어 튀어 오른다. 하지만 지구의 경우는 질량이 매우 크기 때문에 같은 크기의 힘을 받더라도 생기는 가속도가 상대적으로 작아서 그 영향을 무시할 수 있다. 

이러한 관계, 즉 힘이 상호적인 성질을 가지고, 작용과 반작용에 해당하는 힘이 역방향으로 크기가 같다는 법칙을 작용-반작용의 법칙 또는 뉴턴의 운동의 제3법칙이라고 한다.