[Prime TOWN]과학올림피아드<1>물리

물리 법칙 확실히 잡고 전자기 - 역학을 탄탄히

대학수학능력시험에서 학생들의 선택을 보면 알 수 있듯이 물리는 아이들이 어려워하는 과목으로 분류된다. 물리는 수학적인 논리와 정확성을 포함하고 있으며, 개념을 설명하기 위해 특별한 기호를 사용한다. 무엇보다도 중요한 것은 물리 법칙을 정확히 이해하는 일이다. 스포츠나 게임에서 규칙을 정확히 모르면 즐길 수 없는 이치와 마찬가지로 우리가 자연을 즐길 수 있도록 하는 요소가 물리 법칙이다. 물리 법칙은 단순히 홀로 존재하는 법칙이 아니므로 전체적인 원리의 흐름을 깨치고 나면 흥미를 느껴 공부하게 된다. 올림피아드 성적이 입시에 반영되면서 물리 올림피아드 참가자는 꾸준히 증가하고 있다.

○ 어떻게 출제되나

물리올림피아드 중등부는 오지선다형 객관식 60문제가 출제된다. 1교시 30문항, 2교시 30문항으로 90분씩 두 차례 시험을 보는데, 문제마다 배점은 동일하며 틀려도 감점이 없다. 출제영역은 크게 역학, 전자기, 파동, 현대물리로 나누어진다. 1교시 시험에서는 힘과 운동, 일과 에너지, 열역학, 현대물리의 네 단원을 보며, 2교시에는 전자기, 파동의 두 단원을 치른다. 현대물리와 파동은 개념 위주의 쉬운 문제가 출제된다.

○ 어떻게 준비할까

물리올림피아드의 출제범위는 물리Ⅰ, Ⅱ 전 영역 및 일반물리학의 일부 내용이다. 물리Ⅰ, Ⅱ에서 골고루 출제되므로 전반적인 개념을 이해하고 역학과 전자기에서 경시대회 수준의 기출문제를 많이 풀어보면 좋다. 물리Ⅰ은 일차원적인 직선 운동, 물리Ⅱ는 이차원적인 평면운동으로 나뉘는데, 물리Ⅰ을 기본에 충실하게 꼼꼼히 공부해야 물리Ⅱ를 쉽게 이해할 수 있다. 그럼 물리올림피아드를 영역별로 살펴보자.

첫째, 역학. 이 영역에서 다루는 내용은 크게 힘, 에너지, 열역학 단원이다. 물체가 운동을 하게 만드는 근원인 힘과 물체의 운동을 통해 갖는 에너지의 관계를 정확히 이해하고, 물체의 운동을 위치, 속도와 가속도로 정확히 표현한다면 역학 단원을 정복하는 게 그리 어려운 일은 아니다. 힘과 에너지 단원에서 80%, 열역학 단원에서 20%가 출제된다. 학생들이 다소 소홀히 하는 열역학 단원은 반복적으로 공부하고 원리가 잘 정리된 기본 문제나 심도 있는 문제를 많이 풀어봐야 한다.

둘째, 전자기학. 물리올림피아드에서는 역학과 전자기 부분이 중요하다. 최근에는 전기와 자기 영역을 분리해 출제하지 않고 서로 연관성 있는 문제를 출제하는 추세다. 따라서 이론을 정확하게 익히고, 둘 사이의 관계를 이해해 반복 학습해야 한다.

셋째, 파동. 인간이 물체를 보는 것, 라디오에서 흘러나오는 음악을 듣는 것 등 우리의 일상과 함께하는 매우 친밀한 자연 현상이 파동이다. 그러나 막상 이론이나 문제를 접하면 생소한 단원이기도 하다. 파동은 기본 속성과 몇 가지 법칙만 알면 물리의 어느 영역보다 쉬운 부분이다. 특히 실생활과 연결된 부분에 주안점을 둬서 공부해야 한다. 거울과 렌즈의 상, 광통신에 많이 이용되는 전반사, 굴절에 의해 만들어지는 상, 현악기 관악기 타악기의 정상파의 원리, 빛이 파동임을 증명한 간섭과 회절, 편광 등을 꼼꼼히 살펴보는 것이 좋다. 2교시 30문항 중 7, 8문항이 파동에서 출제되므로 이론을 정확하게 이해하고 실전 연습을 하면 좋은 성적을 받을 수 있다.

넷째, 현대물리. 문제가 그리 어렵지 않고 문항수도 2, 3개에 그치는 영역이다. 그러나 현대물리를 소홀히 하면 금상 입상은 어렵다. 현 교육과정에서 자세히 다루지 않으므로 학생들이 많이 어려워하는 부분인데, 전체적인 흐름을 이해하고 실전 연습에 임하는 것이 좋다.

물리올림피아드 문제는 모두 객관식으로 출제되지만 흔히 말하는 ‘찍기’는 통하지 않는다. 이론을 충분히 이해했는지 묻는 문제와 정확한 계산을 필요로 하는 문제가 적절히 섞여있기 때문에 꼼꼼히 공부할 필요가 있다.

올해 물리올림피아드는 7월 25일에 치러진다. 기말고사 이후에 시험을 치게 되므로 내신 공부와 올림피아드 공부 사이에 적절히 시간을 배분해야 한다. 기말고사 준비를 철저하게 하면서도 물리 문제를 푸는 감을 잊지 않도록 별도의 시간을 할애해야 한다. 열심히 공부한 모든 학생에게 좋은 결과 있기를 바란다.

김병준 영재사관학원 영재교육센터 과학과(물리)