게시판 즐겨찾기
편집
드래그 앤 드롭으로
즐겨찾기 아이콘 위치 수정이 가능합니다.
이에티님 러닝머신 설명에 관한 사소한 지적
게시물ID : science_24239짧은주소 복사하기
작성자 : 아이잭토스트
추천 : 1
조회수 : 471회
댓글수 : 22개
등록시간 : 2013/09/16 10:04:41
http://www.todayhumor.co.kr/board/view.php?table=science&no=24158&s_no=24158&page=4
 
먼저 물리학적 고찰도 없이 막무가내로 '아무튼 바닥이 알아서 뒤로 가니까 다르다'고 반복하는 사람들 때문에 고생 많으시다는 말씀부터 드리고 싶구요
 
좋은 설명인데 한 가지 사소한 혼동이 보여서 말씀드립니다.
 
 
 
1) 러닝머신에서 달리는 사람이 소모해야 하는 화학에너지는 두 방향으로 소모됩니다.
 
운동에너지와 위치에너지 변화로 나타내는 '역학적에너지'가 있고, 이상적이지 않은 상황에서 발생하는 '열손실'이 있습니다. 
 
단거리달리기에서도 열손실의 비중은 크지만, 계속해서 등속운동만을 하기 위한 러닝머신은 그 목적 자체가 역학적에너지 변화 없이 열손실을 계속해서 일정하게 일으키는 것인 셈입니다. 이 점은 등속으로 오랫동안 유지하는 육상 장거리달리기도 마찬가지구요.
 
 
 
2) 운동에너지라는 건 관찰자 시점만 달라지면 그에 따라 늘어났다 줄어들었다 하는 것입니다. 운동에너지의 '변화량'이 아닌 그냥 운동에너지 '크기'만을 본다면 그 값은 운동하는 사람이 소모하는 에너지량과 무관할 수도 있습니다. 가만히 서 있는 사람의 운동에너지는 정지한 관찰자가 볼 땐 0이지만 좌로 10km/h로 움직이는 관찰자가 볼 땐 0이 아닙니다. 그렇다고 좌로 움직이는 관찰자가 볼 땐 그 사람이 소모한 에너지량이 생기진 않죠. 변화량이 없으니까요.
 
 
 
 
 
이에티 wrote:
---------
어느 순간 러닝머신이 10km/h의 속도로 왼쪽으로 작동하기 시작함.
그와 동시에 방 안의 사람이 10km/h로 뛰기 시작함(방 바닥의 눈금을 보면서 속도 조절을 할 수 있음!).


방 안에 있는 사람 입장에서, 방의 눈금을 보면서 자기가 달리고 있음을 인지함.

즉, 방안에 있는 사람은 '자기가 소모하는 에너지 = 달리기로 소비하는 에너지 = 운동 에너지'로 계산할 수가 있음!
---------
>>아닙니다. 방 안에 있는 사람이 '소모하는 에너지 = 달리기로 소비하는 에너지 = 운동에너지"변화량" + 열손실량'으로 계산할 수 있음!입니다.
여기서 이에티님은 '그와 동시에 방 안의 사람이 10km/h로 뛰기 시작함'이라고 말씀하셨으므로, 정지된 관찰자가 봤을 때 방 안의 사람의 상대속도 변화는 0입니다. 맞죠?
 
 
 
 
 
 
이에티 wrote:
---------
지구위의 관찰자 입장에서는 방안에 있는 사람이 (지구 좌표를 기준으로) 제 자리에 있는 것처럼 보임.
(런닝머신이 왼쪽으로 작동하는 속도와 사람이 오른쪽으로 뛰는 속도가 같으므로)

그렇다면 이 경우에, 방 안에 있는 사람의 운동 에너지는 0이므로 과연 에너지 소모가 없는 것인가???

아니 이거 굉장히 이상한 일인데???

당연히 그럴리가 없음.

'방안 사람이 소모한 에너지 = 1/2 * 질량 * (런닝머신속도)^2 - 현재 운동에너지(0)'

가 되어, 위에서 계산한 결과와 똑같게 됨.
---------
>>아닙니다. 달린 사람이 소모한 에너지량은 [1/2 * 질량 * (달리기 전 상대속도)^2 - 1/2 * 질량 * (달리는 중 상대속도)^2 + 열손실량] 입니다. 현재 운동에너지가 0이라는 건 정지된 관찰자 입장에서 본 이야기인데 정지된 관찰자가 봤을 땐 달리기 전 상대속도도 0이었고 따라서 달리기 전 운동에너지도 마찬가지로 0이었습니다.
 
따라서 방 안 사람이 소모한 에너지 = 0-0 + 열손실량 = 열손실량 입니다 그냥.
 
 
 
 
소모한 에너지량을 계산하시려면 하나의 관찰자를 기준점으로 잡고 거기에 맞춰서 계산하셔야 하는데 관찰 기준을 중구난방으로 혼동하셔서 수식을 잘못 세우신 것입니다.
전체 추천리스트 보기
새로운 댓글이 없습니다.
새로운 댓글 확인하기
글쓰기
◀뒤로가기
PC버전
맨위로▲
공지 운영 게시판요청 자료창고