질량이 2kg짜리 어린 아기가 있습니다. 가만히 있는 아기를 지켜보는 관측자 '엄마'는 아기와 지면에 대해 정지해 있습니다.
아기가 동쪽으로 1m/s로 걸어갑니다. 자신의 힘만으로 움직여 가속했다고 가정합니다.
그러면 엄마가 볼 때 아기의 운동에너지는 (mv^2)/2로 계산하면 1J입니다.
운동에너지가 0J이었던 아기의 운동에너지가 1J로 증가하였습니다.
이 운동에너지는 아기가 자신의 몸 속 화학에너지를 이용해 움직여 만들어낸 운동에너지입니다.
아기의 화학에너지는 관찰자의 운동상태에 따라 변하지 않고 일정하죠?
아기의 운동에너지 '증가분' 1J은 이 화학에너지만으로 만들어낸 것입니다.
원래 서쪽으로 1m/s로 걸어가던 중이던 또다른 관찰자 '아빠'가 있습니다.
아빠가 보기에 처음에 가만히 있던 아기의 운동에너지는 1J이었습니다.
아빠가 보기에 동쪽으로 걸어가는 아기의 운동에너지는 4J입니다.
아기의 운동에너지 '증가분' 1...어라? 3J은 아기의 화학에너지만으로 만들어낸 것입니다.
아기의 화학에너지는 관찰자의 운동상태에 따라 변하지 않고 일정하다며????
하지만 분명히 엄마가 보기에 아기의 운동에너지 증가량은 1J이고, 아빠가 보기에 아기의 운동에너지 증가량은 3J입니다.
아기는 그저 똑같이 자신의 몸 속 화학에너지를 운동에너지로 바꿨을 뿐이고, 아빠는 그저 원래 서쪽으로 걸어가던 중이었을 뿐이고...
따라서 관찰자의 운동상태가 바뀌면 아기는 똑같은 밥을 먹고도 3배의 에너지를 낼 수 있게 됩니다.
관찰자의 운동상태가 바뀌면 자동차도 똑같은 기름 넣고도 3배의 에너지를 낼 수 있게 됩니다.
관찰자의 운동상태가 바뀌면 우주선도 똑같은 기름 넣고도 3배의 에너지를 낼 수 있게 됩니다.
에너지보존법칙이 무너지고 - 사회가 무너지고 - 우주여행이 쉬워지고 -
PROFIT!
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간만에 꺼내보는 떡밥입니다.
당연히 결론적으로 에너지보존법칙은 깨지지 않습니다만
얼핏 보기에 그럴싸한 궤변이라 어디서 뭐가 틀렸는지 집어내기 쉽지 않을 수 있습니다.
용수철에 저장된 탄성에너지든, 근육 속 ATP에 저장된 화학에너지든, 로켓연료 속에 저장된 화학에너지든, 관찰자 운동상태에 무관하게 일정한 에너지만으로 가속한 물체의 운동에너지 변화량이 왜 관찰자 운동상태에 따라 막 늘어나고 줄어들고 할 수 있을까요?
